Question

10．某人的體重為600N，其每只腳與地面的接觸面積為2×10^-2m²．他通過(guò)如圖所示的滑輪組提升物體，將物體在2s內(nèi)勻速提高2m，已知人拉繩子的功率為400W，且滑輪組的機(jī)械效率為75%．
求（1）人對(duì)繩的拉力F．
（2）人對(duì)地面的壓強(qiáng)p．
（3）動(dòng)滑輪的重力G（不計(jì)繩重和摩擦）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)承擔(dān)物重繩子段數(shù)確定繩端移動(dòng)距離，根據(jù)W=Pt求出總功，由F=$\frac{W}{s}$求出拉力的大��；
（2）人對(duì)地面的壓力F_壓=G-F；則p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$；
（3）根據(jù)總功和機(jī)械效率計(jì)算出額外功，由G_動(dòng)=$\frac{{W}_{額}}{h}$計(jì)算出動(dòng)滑輪的重力．

解答 解：（1）由圖知，滑輪組由2段繩子承擔(dān)物重，所以s=2h=2×2m=4m；
由P=$\frac{W}{t}$得，2s內(nèi)拉力做的功：W_總=Pt=400W×2s=800J；
由W=Fs得，拉力F=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{s}$=$\frac{800J}{4m}$=200N；
（2）人對(duì)地面的壓力：F_壓=G-F=600N-200N=400N；
則p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{400N}{2×2×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=1×10⁴Pa；
（3）不計(jì)繩重和摩擦，則W_額=W_總（1-75%）=800J×25%=200J；
由W_額=G_動(dòng)h得：
G_動(dòng)=$\frac{{W}_{額}}{h}$=$\frac{200J}{2m}$=100N．
答：（1）人對(duì)繩的拉力F為200N．
（2）人對(duì)地面的壓強(qiáng)為1×10⁴Pa．
（3）動(dòng)滑輪的重力G為100N．

點(diǎn)評(píng) 本題是有關(guān)滑輪組的綜合計(jì)算，考查了功、功率、壓強(qiáng)、機(jī)械效率的計(jì)算，要熟練掌握并理解各個(gè)概念及其計(jì)算公式，搞清各個(gè)量之間的關(guān)系．