题目内容
为了将放置在水平地面上、重G=90N的重物提升到高处．小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置．当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图（丙）所示．若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向．求：（1）当把重物直接放在地上时重物对地面的压强p．
（2）在1-2s内，拉力F做的功W．
（3）在2-3s内，F移动的速度？
（4）在2-3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η．
【答案】分析：由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=3，则拉力F移动的距离s=3h．
（1）当把重物直接放在地上时，重物对地面的压力和自身的重力相等，然后根据p=
求出重物对地面的压强．
（2）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用W=Fs求此时拉力做功．
（3）由h-t图象得出在2-3s内重物上升的高度，然后根据v=
求出物体上升的速度，根据v绳=nv物求出F移动的速度．
（4）由F-t图象得出在2～3s内的拉力F，根据P=Fv求出拉力做功的功率，根据η=
=
=
=
求出此时滑轮组的机械效率．
解答：解：（1）当把重物直接放在地上时，对地面的压力：
F=G=90N，
对地面的压强：
p=
=
=1800Pa；
（2）在1～2s内，拉力F=50N，重物上升高度h=1.25m，
拉力F的作用点下降的距离s=3h=3×1.25m=3.75m，
拉力做的功：
W=Fs=50N×3.75m=187.5J；
（3）由h-t图象得出在2-3s内重物上升的高度h′=3.75m-1.25m=2.5m，
物体上升的速度：
v=
=
=2.5m/s，
拉力F移动的速度：
v绳=nv物=3×2.5m/s=7.5m/s；
（4）由F-t图象可知在2-3s内拉力F′=40N，
拉力F的功率：
P=F′v绳=40N×7.5m/s=300W，
滑轮组的机械效率：
η=
=
=
=
=
=75%．
答：（1）当把重物直接放在地上时重物对地面的压强为1800Pa；
（2）在1-2s内，拉力F做的功为187.5J；
（3）在2-3s内，F移动的速度为7.5m/s；
（4）在2-3s内，拉力F的功率P为300W，滑轮组的机械效率η为75%．
点评：本题是一道力学综合题，涉及到功、功率、机械效率、压强的计算，能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键．
（1）当把重物直接放在地上时，重物对地面的压力和自身的重力相等，然后根据p=
求出重物对地面的压强．（2）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用W=Fs求此时拉力做功．
（3）由h-t图象得出在2-3s内重物上升的高度，然后根据v=
求出物体上升的速度，根据v绳=nv物求出F移动的速度．（4）由F-t图象得出在2～3s内的拉力F，根据P=Fv求出拉力做功的功率，根据η=
===求出此时滑轮组的机械效率．解答：解：（1）当把重物直接放在地上时，对地面的压力：
F=G=90N，
对地面的压强：
p=
==1800Pa；（2）在1～2s内，拉力F=50N，重物上升高度h=1.25m，
拉力F的作用点下降的距离s=3h=3×1.25m=3.75m，
拉力做的功：
W=Fs=50N×3.75m=187.5J；
（3）由h-t图象得出在2-3s内重物上升的高度h′=3.75m-1.25m=2.5m，
物体上升的速度：
v=
==2.5m/s，拉力F移动的速度：
v绳=nv物=3×2.5m/s=7.5m/s；
（4）由F-t图象可知在2-3s内拉力F′=40N，
拉力F的功率：
P=F′v绳=40N×7.5m/s=300W，
滑轮组的机械效率：
η=
=====75%．答：（1）当把重物直接放在地上时重物对地面的压强为1800Pa；
（2）在1-2s内，拉力F做的功为187.5J；
（3）在2-3s内，F移动的速度为7.5m/s；
（4）在2-3s内，拉力F的功率P为300W，滑轮组的机械效率η为75%．
点评：本题是一道力学综合题，涉及到功、功率、机械效率、压强的计算，能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键．
练习册系列答案
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小明和小华在学习了液体压强后，用饮料瓶做了如图所示的实验，在饮料瓶中灌满水，然后在瓶的a、b处各扎一个小孔如图甲，观察发生的现象．
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（1）他们发现从小孔b中射出水流的速度比小孔a中的大，你认为其原因是______．
（2）经过反复的试验，他们发现从小孔中射出水流的射程s（从小孔处到落地点的水平距离OA）跟小孔距水面的深度h和小孔到地面的高度H这两个因素有关．为了研究水流的射程s与h、H之间的关系，他们将饮料瓶放置在水平桌面边缘，看到如图乙所示的现象，由此他们得出了结论：小孔距水面的深度h越大，水流的射程越大．你认为他们得出的结论______
（合理/不合理），理由是______；
（3）为了确定水流射程起点O的位置，可以借助器材______，为了测量水流的射程s，需要测量工具______；
（4）他们实验测得数据如表：
| 实验序号 | 小孔高度H/m | 小孔深度h/m | 水流射程s/m |
| 1 | 0.64 | 0.16 | 0.64 |
| 2 | 0.64 | 0.36 | 0.96 |
| 3 | 0.64 | 0.64 | 1.28 |
| 4 | 1.0 | 0.16 | 0.80 |
| 5 | 1.0 | 0.36 | 1.20 |
| 6 | 1.0 | 0.64 | 1.60 |
（5）通过实验数据的分析，可得出水流射程s跟小孔到地面高度H关系的结论是______．
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（2）经过反复的试验，他们发现从小孔中射出水流的射程s（从小孔处到落地点的水平距离OA）跟小孔距水面的深度h和小孔到地面的高度H这两个因素有关．为了研究水流的射程s与h、H之间的关系，他们将饮料瓶放置在水平桌面边缘，看到如图乙所示的现象，由此他们得出了结论：小孔距水面的深度h越大，水流的射程越大．你认为他们得出的结论______
（合理/不合理），理由是______；
（3）为了确定水流射程起点O的位置，可以借助器材______，为了测量水流的射程s，需要测量工具______；
（4）他们实验测得数据如表：
通过比较实验序号______（填三次）的数据，才能得到水流的射程s跟小孔距水面深度h关系的结论；
（5）通过实验数据的分析，可得出水流射程s跟小孔到地面高度H关系的结论是______．
（1）他们发现从小孔b中射出水流的速度比小孔a中的大，你认为其原因是______．
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（合理/不合理），理由是______；
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| 实验序号 | 小孔高度H/m | 小孔深度h/m | 水流射程s/m |
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| 2 | 0.64 | 0.36 | 0.96 |
| 3 | 0.64 | 0.64 | 1.28 |
| 4 | 1.0 | 0.16 | 0.80 |
| 5 | 1.0 | 0.36 | 1.20 |
| 6 | 1.0 | 0.64 | 1.60 |
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