Question

11．如图所示，正方体边长为10cm，放在水平地面上．若绳头拉力F₁=100N时，物体静止，对地面压强为10000Pa；若用F₂拉绳头时，物体以 0.2m/s的速度匀速上升，滑轮组的机械效率60%，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，则正确的是（　　）

• A． 拉力F₂=130N
• B． 动滑轮重120N
• C． 物体质量为20kg
• D． 若再增加物体一个相同的物体滑轮组机械效率为120%

Answer 1

分析 （1）先根据压强公式求出物体对地面的压力，然后对动滑轮进行受力分析，得出物体和动滑轮的总重力；
（2）当用力F₂竖直向下拉绳子的自由端时，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{动}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$求出物体的重力，并进一步得出物体的质量和动滑轮的重力；
（3）由于额外功不可避免，机械效率总小于1．

解答 解：（1）根据题意可得：若用F₁=100N的力竖直向下拉绳子的自由端时，物块对地面的压力：F=PS=10000Pa×0.1m×0.1m=100N，
对动滑轮进行受力分析可得：2F₁=（G-F）+G_动，即G+G_动=2×100N+100N=300N；
若用力F₂竖直向下拉绳子的自由端时，物块以0.2m/s的速度匀速上升，滑轮组的机械效率为60%，由η=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$可得，G=η×（G+G_动）=60%×300N=180N，则G_动=300N-180N=120N，m=$\frac{G}{g}$=$\frac{180N}{10N/kg}$=18kg，故B正确，C错误；
（2）F₂=$\frac{1}{2}$（G+G_动）=$\frac{1}{2}$×300N=150N，故A错误；
（3）由于额外功不可避免，有用功总是小于总功，机械效率总小于1，不可能为120%，故D错误．
故选B．

点评 本题考查了学生对压强公式、机械效率计算公式的理解和运用，关键是会对公式进行灵活变形，同时通过公式可知影响机械效率的因素，本题具有一定的难度．