Question

小剛家搬新居時利用如圖所示裝置搬運物品，已知小剛同學的質量為50kg，兩只鞋底與地面的總接觸面積為400cm²，他用125N的拉力將200N的物體在10s內沿豎直方向勻速提升3m（g取10N/kg）．
求：（1）他站在樓下水平地面上時對地面的壓強．
（2）此裝置的機械效率．
（3）小剛拉力的功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）運用壓強的公式P=可求出人對地面的壓強；
（2）分別算出人做的有用功和總功，再根據機械效率的公式η=可求滑輪的機械效率；
（3）根據功率的計算公式P=可求人的功率．
解答：解：（1）站在樓下水平地面上時對地面的壓力為：F=G=mg=50kg×10N/kg=500N；
兩只鞋底與地面的總接觸面積為S=400cm²=0.04m²；對地面的壓強為：P===1.25×10⁴Pa；
（2）物體上升的高度為h=3m，繩子移動的距離為s=2h=2×3m=6m；
所做的有用功為W_有=G_物h=200N×3m=600J；
所做的總功為：W總=Fs=125N×6m=750J；
此裝置的機械效率為η===80%；
（3）小剛拉力的功率為：P===75W；
答：（1）他站在樓下水平地面上時對地面的壓強為1.25×10⁴Pa；
（2）此裝置的機械效率為80%；
（3）小剛拉力的功率為75W．
點評：此題是一道力學綜合題，熟練運用壓強的公式和機械效率的公式，代入題目中的信息后可解答．