Question

如圖所示，一個底面積為6400cm²的正方體重640N，放在水平地面上，一個人站在地上利用滑輪組將重物勻速提起來．求：
（1）人還沒有用力拉之前，重物對地面的壓強是多大？
（2）要想使人所用的拉力最小，請在圖上畫出滑輪組上繩子的繞法．
（3）如果人對繩子的實際拉力是320N，在20s內(nèi)把物體提升2m，求滑輪組的機械效率是多少？
（4）求這20s內(nèi)人拉力的功率是多少？

Answer 1

分析：（1）知道壓力和受力面積，根據(jù)壓強公式求出重物對地面的壓強．
（2）要使人的拉力最小，要使承擔重物和動滑輪繩子段數(shù)更多．站在地面上拉滑輪組，一般要從繩子末端繞起．
（3）根據(jù)繩子承擔物體的段數(shù)，求出當物體升高2m時，繩子自由端移動的距離．
知道物體重、物體升高的距離、拉力、拉力移動的距離，求出有用功、總功、機械效率．
（4）知道拉力做的總功和時間，求出拉力的功率．

解答：解：（1）F=G=640N，
p=

F

S

=

640N

0.64m2

=1000Pa
（2）從繩子的末端開始繞滑輪組．如圖：
（3）W_有=Gh=640N×2m=1280J，
滑輪組有3段繩，s=3h=3×2m=6m，
W_總=Fs=320N×6m=1920J，
η=

W有

W總

=

1280J

1920J

=66.7%．
（4）P=

W總

t

=

1920J

20s

=96W．
答：（1）人還沒有用力拉之前，重物對地面的壓強是1000Pa．
（2）如上圖．
（3）如果人對繩子的實際拉力是320N，在20s內(nèi)把物體提升2m，求滑輪組的機械效率是66.7%．
（4）求這20s內(nèi)人拉力的功率是96W．

點評：滑輪組機械效率的計算是比較典型的習題，本題涉及到壓力、壓強、有用功、總功、機械效率、功率計算，計算比較簡單，但是綜合性很強，給解題帶來難度．