Question

（2013?天河區(qū)二模）如圖所示，小華想通過(guò)滑輪組將質(zhì)量為60kg的箱子在15s內(nèi)從地面送到6m高的三樓．
（g取10N/kg）．求：
（1）若箱子平放時(shí)與地面的接觸面積為0.15m²，箱子對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少？
（2）箱子上升的速度．
（3）在圖中畫(huà)出利用滑輪組有效提升箱子的繩子繞法．
（4）小華吊起箱子過(guò)程中做的有用功是多少？
（5）若小華用的拉力是400N，求滑輪組的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

分析：（1）箱子平放時(shí)對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)p=

F

S

求出箱子對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）已知箱子上升的高度和時(shí)間，根據(jù)速度公式求出上升的速度；
（3）首先確定繩子的拉力方向向下，然后順次繞線；
（4）知道吊起箱子的重力和上升的高度，根據(jù)W=Gh求出有用功；
（5）滑輪組繩子的有效股數(shù)為2，根據(jù)s=nh求出繩端移動(dòng)的距離，根據(jù)W=Fs求出總功，利用效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率．

解答：解：（1）若箱子平放時(shí)，對(duì)地面的壓力：
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N，
箱子對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=

F

S

=

600N

0.15m2

=4000Pa；
（2）箱子上升的速度：
v=

s

t

=

6m

15s

=0.4m/s；
（3）確定繩端的拉力方向向下，并順次繞線，如同所示：

（4）小華吊起箱子過(guò)程中做的有用功：
W_有=Gh=mgh=60kg×10N/kg×6m=3600J；
（5）滑輪組繩端移動(dòng)的距離：
s=nh=2×6m=12m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=400N×12m=4800J，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=

W有

W總

×100%=

3600J

4800J

×100%=75%．
答：（1）箱子對(duì)地面的壓強(qiáng)為4000Pa；
（2）箱子上升的速度為0.4m/s；
（3）滑輪組繩子的繞法如上圖所示；
（4）小華吊起箱子過(guò)程中做的有用功是3600J；
（5）滑輪組的機(jī)械效率是75%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了壓強(qiáng)公式、重力公式、速度公式、做功公式和效率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)滑輪組繩端的方向判斷纏繞方式．