Question

7．如图所示，一个质量80kg，底面积为0.1m²物块，通过滑轮组在30N拉力作用下作匀速直线运动．已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍．（g取10N/kg）．求：
（1）在图上作出物体对水平方向上的受力的示意图；
（2）物体静止时对水平地面的压强是多少？
（3）该滑轮组的机械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）对物体进行受力分析，然后从力的作用点沿力的作用线作出物体在水平方向上的受力的示意图．
（2）地面受到的压力大小等于物体的重力，又已知物块的底面积，直接利用p=$\frac{F}{S}$即可求出物体对水平地面的压强；
（3）拉力的做的功为总功，物块克服摩擦力做的功为有用功，求出它们的比值即为滑轮组的机械效率．

解答 解：（1）在水平地面上做匀速直线运动的物体，处于平衡状态，受平衡力作用；
在水平方向上受：拉力F，方向向右，摩擦力f作用，方向向左，它们是一对平衡力，F=f=0.1G=0.1mg=0.1×80kg×10N/kg=80N；如图所示：

（2）物体静止时对水平地面的压力：
F=G=mg=80kg×10N/kg=800N，
对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{0.1{m}^{2}}$=8000Pa；
（4）从图中可以看出，n=3，设物体移动的距离为s′，则自由端移动的距离s=3s′，则
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{fs′}{Fs}$×100%=$\frac{80N}{3×30N}$×100%≈88.9%．
答：（1）见解答图；
（2）物体静止时对水平地面的压强是8000Pa；
（3）该滑轮组的机械效率是88.9%．

点评 这是一道综合性比较强的力学计算题，涉及到力的示意图、重力、压强、机械效率的计算．要求对公式要熟练掌握和运用；同时需要注意，水平方向使用滑轮组时，拉力克服摩擦力做功为有用功，这是本题的关键．