Question

8．小强利用如图的滑轮组去拉物体，使底面积为0.25m²，质量为200kg的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力F_f=600N，小强所用拉力F=300N，求：
（1）物体A对地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）该滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）物体对水平地面的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，根据公式p=$\frac{F}{S}$求A对地面的压强；
（2）由图可知，绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力做的功，再根据P=$\frac{W}{t}$求功率；
（3）物体匀速运动，滑轮对物体的拉力等于阻力，根据W=Fs求出有用功的大小，再根据效率公式求出滑轮组的机械效率．

解答 解：（1）由题意可知：S=0.25cm²，
物体A对地面的压力：F=G=mg=200kg×10N/kg=2×10³N，
物体A对地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2×1{0}^{3}N}{0.25{m}^{2}}$=8×10³Pa；
（2）由图可知，绳子的有效股数为3，
绳子自由端移动的距离为s=ns₀=3×6m=18m，
拉力做功W=Fs=300N×18m=5400J，
则：P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{5400J}{3s}$=1800W；
（3）又因为物体A在水平方向匀速运动，受平衡力作用，
滑轮组对物体A的拉力F_A=F_f=600N，
滑轮组对物体A做的功为W_有用=F_As₀=600N×6m=3600J，
则η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{3600J}{5400J}$×100%≈67%．
答：（1）A对地面的压强为8×10³Pa；
（2）拉力F的功率为1800W；
（3）滑轮组的机械效率为67%．

点评 本题考查了压强、功率和机械效率的计算，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等以及分清有用功、总功．