Question

【題目】如圖所示，重為1140N的物體，它與水平地面的接觸面積為1.5×103cm2 ． 工人師傅用600N的力勻速提升物體，物體的速度為0.2m/s．（不計摩擦及繩重）求：

（1）滑輪組的機械效率；
（2）工人師傅拉繩的功率；
（3）體重為450N的小明用此滑輪組提升物體，但物體沒有被拉動，物體對地面的最小壓強為多大？

Answer 1

【答案】
（1）解：因為有2段繩子拉物體，所以s=2h，

滑輪組的機械效率：

η= = = = = ×100%=95%

（2）解：拉力端移動的速度：v拉=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，

工人師傅拉繩的功率：

P= = =Fv=600N×0.4m/s=240W

（3）解：不計摩擦及繩重，F(xiàn)= （G+G動），

所以動滑輪重：G動=2F﹣G=2×600N﹣1140N=60N，

小明拉繩子時的最大拉力等于其重力，F(xiàn)′=G人=450N，

由于F′= （F拉+G動），

所以動滑輪對物體的最大拉力：F拉=2F′﹣G動=2×450N﹣60N=840N，

物體對地面的最小壓力：F壓=F支=G﹣F拉=1140N﹣840N=300N，

物體對地面的最小壓強：

p= = =2000Pa

【解析】（1）根據η= = = 求出機械效率；（2）根據v拉=2v物求出拉力移動速度，根據P= = =Fv求出拉力的功率（3）根據工人師傅的拉力F= （G+G動）求出動滑輪重，小明的最大拉力為F=G=450N，根據F= （F拉+G動）求出繩子對物體的拉力，則物體對地面的壓力F壓=F支=G﹣F拉 ， 根據p= 求出對地面的最小壓強．
【考點精析】掌握壓強的大小及其計算和滑輪（組）的機械效率是解答本題的根本，需要知道壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）；關于滑輪組機械效率的計算：W有用 = G·h；W總 = F·s； s = n·h （1）η=W有用 / W總 （2)η= W有用 / W總 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF)．