Question

12．一長方體的貨物，重1000N，與地面的接觸面積為0.2m²．一工人用如圖所示的滑輪組提升該貨物，在人的拉力F=500N作用下經(jīng)5s的時間貨物勻速升高了1m，求：
（1）提升貨物前貨物對水平地面的壓強；
（2）人提升貨物所做的有用功和有用功率；
（3）滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析 （1）已知貨物的質(zhì)量及與地面的接觸面積，先求出貨物對地面的壓力，然后由p=$\frac{F}{S}$可求貨物對地面的壓強．
（2）已知貨物上升的距離，求出有用功，然后由功率公式求出有用功的功率．
（3）由圖求出滑輪組承重繩子的股數(shù)，已知拉力和繩子自由端的路程，然后由效率公式求出滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）貨物對地面的壓力
F_N=G=1000N，
貨物對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1000N}{0.2{m}^{2}}$=5×10³Pa．
（2）人對貨物做的有用功：
W_有用=Gh=1000N×1m=1000J，
其功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1000J}{5s}$=200W；
（3）F移動的距離s=3h=3×1m=3m，
W_總=Fs=500N×3m=1500J，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1000J}{1500J}$×100%≈66.7%．
答：（1）提升貨物前貨物對水平地面的壓強為5×10³Pa；
（2）人提升貨物所做的有用功為1000J，有用功率為200W；
（3）滑輪組的機械效率為66.7%．

點評 本題考查壓強的計算，功的計算，功率的計算和機械效率的計算等．解題時要注意其中的一些細節(jié)問題，如承擔貨物的繩子般數(shù)要看有幾般繩子與動滑輪接觸；繩子自由端的距離與物體上升的高度之間的關系：s=nh．