Question

（2009?密云縣二模）如圖所示，邊長為0.2m的正方體A放在水平地面上，繩子的一端系于A上表面中央，另一端掛在動(dòng)滑輪的掛鉤上．當(dāng)在繩子自由端施加F₁=120N的拉力時(shí)，A受到的拉力豎直向上，并對地面的壓強(qiáng)為6500Np_a．當(dāng)在繩子自由端施加的拉力為F₂時(shí)，A以0.3m/s的速度勻速上升，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為80%，不計(jì)繩重和摩擦．
求：（1）正方體A受到的重力．
（2）勻速提升正方體A拉力F₂的功率．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)p=

F

S

求出物體對地面的壓力，即為地面對物體的支持力，根據(jù)η=

W有用

W總

=

Gh

Gh+G動(dòng)h

=

G

G+G動(dòng)

找出物重和動(dòng)滑輪重的關(guān)系，再根據(jù)二力平衡知識求出動(dòng)滑輪重和物體重；
（2）根據(jù)F=

1

2

（G+G_動(dòng)）求出拉力F₂，根據(jù)v=2v物求出拉力移動(dòng)速度，根據(jù)P=

W

t

=

Fs

t

=Fv求出功率．

解答：解：設(shè)正方體A重為G，動(dòng)滑輪重為G_動(dòng)，
                         
由受力圖分析可知，2F₁=G_動(dòng)+f，
f+N=G，
物體與地面的接觸面積S=（0.2m）²=0.04m²，
∵p=

F

S

∴地面對物體的支持力：N=F=pS=6500p_a×0.04m²=260N，
所以：2F₁=G_動(dòng)+G-N，
2×120N=G_動(dòng)+G-260N，
又因?yàn)棣?

W有用

W總

×100%=

Gh

Gh+G動(dòng)h

×100%=

G

G+G動(dòng)

×100%=80%，
所以G=4G_動(dòng)，
解得G=400N，G_動(dòng)=100N；
（2）拉力F₂=

1

2

（G+G_動(dòng)）=

1

2

×（400N+100N）=250N，
拉力移動(dòng)速度：υ=2υ_物=2×0.3m/s=0.6m/s，
拉力的功率：P=F₂υ=250N×0.6m/s=150W．
答：（1）正方體A受到的重力為400N；
（2）勻速提升正方體A拉力F₂的功率為150W．

點(diǎn)評：此題主要考查的是學(xué)生對壓強(qiáng)、機(jī)械效率、滑輪組的省力情況、功率計(jì)算公式的理解和掌握，對物體進(jìn)行受力分析是解決此題的關(guān)鍵．