Question

11．如图所示装置，绳重及摩擦不计，装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F为500N，货物在10s内匀速上升了5m．
（1）请在图上画出绳子的绕法；
（2）物体上升的速度是多少？
（3）货物的底面积为0.04m²，那么装卸工人在没有用力的时候，货物对地面的压强是多少？
（4）求滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）人站在地面上拉绳子，所以应先绕过定滑轮，固定端在定滑轮的挂钩上；
（2）已知物体上升的距离和所用的时间，然后根据v=$\frac{s}{t}$求出物体上升的速度；
（3）静止在水平地面上的物体，地面受到的压力等于其重力，根据p=$\frac{F}{S}$即可求出货物对地面的压强；
（4）根据滑轮组的绕法确定提升物体绳子的条数，然后根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$求出滑轮组的机械效率．

解答 解：（1）要求施力方向向下，从绳子末端开始，依次绕过定滑轮、动滑轮，这样反复完成，绕法如图所示：

（2）物体上升的速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{5m}{10s}$=0.5m/s；
（3）货物对地面的压力：F=G=800N；
则货物对地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{0.04{m}^{2}}$=2×10⁴Pa；
（4）根据滑轮组的绕法可知：n=2
滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{G}{2F}$×100%=$\frac{800N}{2×500N}$×100%=80%．
答：（2）物体上升的速度是0.5m/s；
（3）货物的底面积为0.04m²，那么装卸工人在没有用力的时候，货物对地面的压强是2×10⁴Pa；
（4）滑轮组的机械效率为80%．

点评 本意综合考查了滑轮组的绕法、速度、压强以及机械效率的计算，本题关键是确定滑轮组承担物重绳子股数n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数）以及机械效率公式的灵活变形．