Question

【题目】底面积100cm2的物体静止在水平地面上，对地面的压强为2×104Pa。用如图所示的滑轮组在5s内将物体匀速竖直提升3m，已知滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦。（g取10N/kg）求：

（1）物体的质量；

（2）拉力F的功率；

（3）用此滑轮组匀速竖直提升250N的重物，需要多大的拉力。

Answer 1

【答案】（1）20kg（2）150W （3）150N

【解析】

（1）．根据p=得，物体对地面的压力为：

F=pS=2×104Pa×100×10-4m2=200N，

由于地面是水平的，则物体的重力等于物体对地面的压力：

G=F=200N，

物体的质量为：

m==20kg。

（2）．由图可知，滑轮组承担动滑轮和货物的绳子段数为n=2，根据η==得，滑轮组绳子端的拉力为：

F===125N。

根据滑轮组特点，绳子端移动的距离为：

s=nh=2×3m=6m。

则拉力F做的功为：

W=Fs=125N×6m=750J，

拉力F的功率为：

P===150W。

（3）．由F=得，该滑轮组使用的动滑轮重力为：

G动=nF-G=2×125N-200N=50N。

用此滑轮组匀速竖直提升250N的重物，承担动滑轮和货物的绳子段数不变，动滑轮重力仍然为50N不变，则此时需要的拉力大小为：

F′===150N。

答：（1）．物体的质量为20kg；

（2）．拉力F的功率为150W；

（3）．用此滑轮组匀速竖直提升250N的重物，需要的拉力大小为150N。