Question

8．小強利用如圖的滑輪組去拉物體，使底面積為0.25m²，質(zhì)量為200kg的物體A在3s內(nèi)沿水平方向勻速移動了6m，若A所受地面的摩擦力F_f=600N，小強所用拉力F=300N，求：
（1）物體A對地面的壓強；
（2）拉力F的功率；
（3）該滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析 （1）物體對水平地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$求A對地面的壓強；
（2）由圖可知，繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離，根據(jù)W=Fs求出拉力做的功，再根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求功率；
（3）物體勻速運動，滑輪對物體的拉力等于阻力，根據(jù)W=Fs求出有用功的大小，再根據(jù)效率公式求出滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）由題意可知：S=0.25cm²，
物體A對地面的壓力：F=G=mg=200kg×10N/kg=2×10³N，
物體A對地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2×1{0}^{3}N}{0.25{m}^{2}}$=8×10³Pa；
（2）由圖可知，繩子的有效股數(shù)為3，
繩子自由端移動的距離為s=ns₀=3×6m=18m，
拉力做功W=Fs=300N×18m=5400J，
則：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{5400J}{3s}$=1800W；
（3）又因為物體A在水平方向勻速運動，受平衡力作用，
滑輪組對物體A的拉力F_A=F_f=600N，
滑輪組對物體A做的功為W_有用=F_As₀=600N×6m=3600J，
則η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{3600J}{5400J}$×100%≈67%．
答：（1）A對地面的壓強為8×10³Pa；
（2）拉力F的功率為1800W；
（3）滑輪組的機械效率為67%．

點評 本題考查了壓強、功率和機械效率的計算，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分清有用功、總功．