Question

7．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量80kg，底面積為0.1m²物塊，通過(guò)滑輪組在30N拉力作用下作勻速直線運(yùn)動(dòng)．已知物塊受到的滑動(dòng)摩擦力為物重的0.1倍．（g取10N/kg）．求：
（1）在圖上作出物體對(duì)水平方向上的受力的示意圖；
（2）物體靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？
（3）該滑輪組的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）對(duì)物體進(jìn)行受力分析，然后從力的作用點(diǎn)沿力的作用線作出物體在水平方向上的受力的示意圖．
（2）地面受到的壓力大小等于物體的重力，又已知物塊的底面積，直接利用p=$\frac{F}{S}$即可求出物體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（3）拉力的做的功為總功，物塊克服摩擦力做的功為有用功，求出它們的比值即為滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：（1）在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，處于平衡狀態(tài)，受平衡力作用；
在水平方向上受：拉力F，方向向右，摩擦力f作用，方向向左，它們是一對(duì)平衡力，F(xiàn)=f=0.1G=0.1mg=0.1×80kg×10N/kg=80N；如圖所示：

（2）物體靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力：
F=G=mg=80kg×10N/kg=800N，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{0.1{m}^{2}}$=8000Pa；
（4）從圖中可以看出，n=3，設(shè)物體移動(dòng)的距離為s′，則自由端移動(dòng)的距離s=3s′，則
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{fs′}{Fs}$×100%=$\frac{80N}{3×30N}$×100%≈88.9%．
答：（1）見解答圖；
（2）物體靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是8000Pa；
（3）該滑輪組的機(jī)械效率是88.9%．

點(diǎn)評(píng) 這是一道綜合性比較強(qiáng)的力學(xué)計(jì)算題，涉及到力的示意圖、重力、壓強(qiáng)、機(jī)械效率的計(jì)算．要求對(duì)公式要熟練掌握和運(yùn)用；同時(shí)需要注意，水平方向使用滑輪組時(shí)，拉力克服摩擦力做功為有用功，這是本題的關(guān)鍵．