Question

如图所示，一个边长为80cm的正方体重640N，放在水平地面上，一个人站在地上利用滑轮组将重物匀速提起来．求：
（1）人还没有用力拉之前，重物对地面的压强是多大？
（2）如果人对绳子的实际拉力是400N，滑轮组的机械效率是多少？
（3）若此时物体以0.1m/s的速度匀速上升10s，则拉力的功率是多少？

Answer 1

分析：（1）先根据面积公式求出正方体的底面积，再根据水平面上物体对地面的压力和重力相等，利用压强公式求出重物对地面的压强；
（2）分析图中与动滑轮相连的绳子段数n，根据滑轮组机械效率η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

求出其大小；
（3）根据P=

W总

t

=

Fs

t

=

Fnh

t

=Fnv_物求出人拉绳的功率．

解答：解：（1）正方体与地面的接触面积为：S=a²=（0.8m）²=0.64m²，
∵物体静止于水平面
∴对地面压力：F=G=640N
对地面压强：p=

F

S

=

640N

0.64m3

=1000Pa；
（2）由图可知：承担拉力的绳子段数是：n=3，
∵η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

，
∴机械效率η=

G

nF

×100%=

640N

2×400N

×100%=80%，
人拉绳的功率为：P═FnV_物=320N×3×0.2m/s=192W．
（3）∵拉力做功：W_总=Fs，v=nv′=2×0.1m/s=0.2m/s，
∴拉力功率：P=

W总

t

=

Fs

t

=Fv=400N×0.2m/s=80W．
答：（1）人还没有用力拉之前，重物对地面的压强是1000Pa；
（2）如果人对绳子的实际拉力是400N，滑轮组的机械效率是80%；
（3）拉力的功率是80W．

点评：本题考查了压强、机械效率、功率的计算，关键是公式的灵活运用和计算式推导，解题过程还要注意单位的换算．