Question

為了將放置在水平地面上、重G="100" N的重物提升到高處。小明同學設(shè)計了圖（甲）所示的滑輪組裝置。當小明用圖（乙）所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時，重物的速度υ和上升的高度h隨時間t變化的關(guān)系圖象分別如圖（丙）和（�。┧�示。若重物與地面的接觸面積S=5×10^-2 m²，不計摩擦，繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。求：


（1）在2~3s內(nèi)，拉力F的功率P及滑輪組的機械效率η。
（2）在1~2s內(nèi)，拉力F做的功W。
（3）在0~1s內(nèi)，重物對地面的壓強p。

Answer 1

：（1）在2～3s內(nèi)，拉力F的功率為300W，滑輪組的機械效率為83.3%；
（2）在1～2s內(nèi)，拉力F做的功為187.5J；
（3）在0～1s內(nèi)，重物對地面的壓強600Pa．

解析試題分析：（1）在2~3s內(nèi)，重物做勻速運動，υ₃=2．50 m/s，拉力F₃="40" N，
因為連接動滑輪的繩子有三根，所以拉力F的作用點下降的距離是重物上升高度h₃的三倍。  P="3" F₃υ₃="3×40N×2.5m/s=300" W
η=（W_有用/W_總）×100%=[Gh₃/（3F₃h₃）] ×100% =83．33%
（2）在1~2s內(nèi)，拉力F₂="50" N，重物上升高度h₂=1．25 m
W=3F₂h₂ = 3×50N×1.25m=187.5J 
（3）設(shè)動滑輪重為G_動    G_動=3F₃-G="20" N
在0~1s內(nèi)，拉力F₁="30" N。把動滑輪和重物看成整體，則這個整體受到向下的重力、向上的支持力以及三根繩向上的拉力作用處于靜止狀態(tài)。
支持力F_支=G+G_動-3 F₁="30" N        重物對地面的壓力F_壓= F_支="30" N
P=F_壓/S="30" N/（5×10^-2 m²）="600" Pa
考點：滑輪（組）的機械效率；力作用的相互性；壓強的大小及其計算；功的計算．
點評：本題是一道力學綜合題，涉及到功、功率、機械效率、壓強的計算，能從題目提供的圖中得出每秒內(nèi)的相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵．