Question

為了將放置在水平地面上、重G=100 N的重物提升到高處，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的滑輪組裝置。當(dāng)小明用圖甲所示隨時(shí)間變化的豎直向下拉力F拉繩時(shí)，重物的速度v和上升的高度h隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像分別如圖乙和丙所示。若重物與地面的接觸面積S=5×10^-2 m²，不計(jì)摩擦，繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。求：

（1）在2～3 s內(nèi)，拉力F的功率P及滑輪組的機(jī)械效率η。

（2）在1～2 s內(nèi)，拉力F做的功W。

（3）在0～1 s內(nèi)，重物對地面的壓強(qiáng)p。

Answer 1

（1）在2～3 s內(nèi)，重物做勻速運(yùn)動，拉力F₃=40 N，

其作用點(diǎn)下降的距離是重物上升高度h₃的三倍，h₃=2.5 m

（2）在1～2 s內(nèi)，拉力F₂=50 N，重物上升高度h₂=1.25 m

W=3F₂h₂=3×50 N×1.25 m=187.5 J

（3）設(shè)動滑輪重為G_輪

W_總=W_有+W_額

在2～3 s內(nèi)有：3F₃h₃=Gh₃+G_輪h₃

G_輪=3F₃-G=3×40 N-100 N=20 N

在0～1 s內(nèi)，拉力F₁=30 N，繩對重物的拉力等于70 N,

所以重物對地面的壓力F_壓=30 N

答案：（1）300 W     83.3%      （2）187.5 J       （3）600 Pa