Question

8．小勇用下圖所示滑輪組拉著物體勻速以0.2m/s的速度前進(jìn)，物體重為450牛，物體與地面的接觸面積為600cm²，物體受到與地面的摩擦力為物重的0.2倍，若該滑輪組的機(jī)械效率為75%，則：
（1）物體對地面的壓強(qiáng)為多少？
（2）小勇對繩的拉力F為多少？

Answer 1

分析 （1）已知物體重為450牛，物體與地面的接觸面積為600cm²，利用壓強(qiáng)公式求得物體對地面的壓強(qiáng)；
（2）由圖可知，摩擦力的大小由3股繩子承擔(dān)，s_繩=3s，克服摩擦力做的功為有用功，利用W_有用=fs求解；拉力做的功為總功，利用W_總=Fs_繩求總功，該滑輪組的機(jī)械效率為75%，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%可求得小勇對繩的拉力F；

解答 解：（1）此時(shí)物體對地面的壓力等于其重力，即F=G=450N，
物體與地面的接觸面積S=600cm²=6×10^-2m²，
物體對地面的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{450N}{6×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=7.5×10³Pa；
（2）物體受到地面的摩擦力：f=0.2G=0.2×450N=90N，
由圖可知n=3，則繩端移動(dòng)的距離s_繩=3s，
克服摩擦力做的有用功：W_有用=fs=90N×s；
拉力做的總功：W_總=Fs_繩=F×3s；
滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{90N×s}{F×3s}$×100%=75%．
解得F=40N；
答：（1）物體對地面的壓強(qiáng)為7.5×10³Pa；
（2）小勇對繩的拉力F為40N．

點(diǎn)評 本題考查了使用滑輪組時(shí)承擔(dān)物重繩子股數(shù)的確定方法、有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算方法，確定克服摩擦力做功為有用功是本題的關(guān)鍵．