Question

【題目】用如圖所求的滑輪組在5s內將靜止在水平地面上質量m=40kg，底面積S=1m2的物體勻速豎直提升3m，所用拉力F=250N，問：
（1）提升前，物體靜止在水平地面上時對地面的壓強是多大？（g=10N/kg）
（2）滑輪組提升物體過程中做的有用功是多少？
（3）拉開力F的功率是多少？
（4）滑輪組的機械效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：物體靜止在水平地面上，則F壓=G=mg=40kg×10N/kg=400N；

物塊對地面的壓強是p= = =400Pa；

答：提升前，物體靜止在水平地面上時對地面的壓強是400Pa；

（2）解：有用功W有用=Gh=400N×3m=1200J；

答：滑輪組提升物體過程中做的有用功是1200J；

（3）解：由圖可知：動滑輪上繩子的段數n=2，則拉力作用點移動的距離s=nh=2×3m=6m；

W總=Fs=250N×6m=1500J；

功率P= = =300W；

答：拉開力F的功率是300W；

（4）解：滑輪組的機械效率η= ×100%= ×100%=80%．

答：滑輪組的機械效率是80%

【解析】（1）已知物體的質量利用G=mg求出重力，物體未提之前對地面的壓力等于自身的重力；根據公式p= 可求對地面的壓強；（2）利用W=Gh求有用功；（3）已知動滑輪上繩子的段數，根據s=nh求出拉力作用點移動的距離；利用W=Fs求出總功，利用P= 求功率；（4）滑輪組的機械效率根據公式η= 可求．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解壓強的大小及其計算的相關知識，掌握壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa），以及對功的計算的理解，了解功的計算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是�！� 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m．