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        1. (2013?撫順一模)某海港工人常用如圖所示的滑輪組移動(dòng)貨物(已知圖1、圖2兩滑輪組虛線框部分完全相同)圖中集裝箱重4000N,圖1集裝箱與地面的接觸面積為2m2.工人先用圖1中滑輪組拉著集裝箱沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)40m,鋼繩自由端的拉力F做的功為16000J,此時(shí)該滑輪組的機(jī)械效率為75%(不計(jì)繩重及滑輪摩擦).求:
          (1)集裝箱靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng).
          (2)鋼繩自由端的拉力F.
          (3)若工人用圖2所示的裝置將集裝箱豎直拉動(dòng)2m,此時(shí)該滑輪組的機(jī)械效率.
          分析:(1)集裝箱靜止時(shí),對(duì)地面的壓力和自身的重力相等,根據(jù)壓強(qiáng)公式求出對(duì)地面的壓強(qiáng);
          (2)由圖可知繩子的有效股數(shù),利用s=nh求出繩子自由端移動(dòng)的距離,根據(jù)W=Fs表示出拉力做的功即可求出拉力的大;
          (3)根據(jù)效率公式求出額外功,不計(jì)繩重及滑輪摩擦?xí)r,額外功即為動(dòng)滑輪做的功,根據(jù)W=Gh求出動(dòng)滑輪的重力,根據(jù)η=
          W
          W
          ×100%=
          Gh
          (G+G動(dòng))h
          ×100%=
          G
          G+G動(dòng)
          ×100%求出圖2中滑輪組的機(jī)械效率.
          解答:解:(1)集裝箱靜止時(shí)對(duì)地面的壓力:
          F=G=4000N,
          對(duì)地面的壓強(qiáng):
          p=
          F
          S
          =
          4000N
          2m2
          =2000Pa;
          (2)由圖1可知,繩子的有效股數(shù)n=2,
          繩子自由端移動(dòng)的距離:
          s=nh=2×40m=80m,
          ∵W=Fs,
          ∴拉力F=
          W
          s
          =
          16000J
          80m
          =200N;
          (3)圖1中,
          W=(1-η)W=(1-75%)×16000J=4000J,
          ∵不計(jì)繩重及滑輪摩擦,
          ∴G動(dòng)=
          W
          h
          =
          4000N
          40m
          =100N,
          圖2中,
          滑輪組的機(jī)械效率:
          η′=
          W
          W
          ×100%=
          Gh
          (G+G動(dòng))h
          ×100%=
          G
          G+G動(dòng)
          ×100%=
          4000N
          4000N+100N
          ×100%≈97.6%.
          答:(1)集裝箱靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為2000Pa;
          (2)鋼繩自由端的拉力為200N;.
          (3)若工人用圖2所示的裝置將集裝箱豎直拉動(dòng)2m,此時(shí)該滑輪組的機(jī)械效率約為97.6%.
          點(diǎn)評(píng):本題考查了壓強(qiáng)公式、做功公式、效率公式的應(yīng)用等,關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等以及知道不計(jì)繩重及滑輪摩擦?xí)r額外功為克服動(dòng)滑輪重力做的功.
          練習(xí)冊(cè)系列答案
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