Question

11．如圖所示裝置，繩重及摩擦不計，裝卸工人將重為800N的貨物提至高處，人對繩的拉力F為500N，貨物在10s內(nèi)勻速上升了5m．
（1）請在圖上畫出繩子的繞法；
（2）物體上升的速度是多少？
（3）貨物的底面積為0.04m²，那么裝卸工人在沒有用力的時候，貨物對地面的壓強是多少？
（4）求滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析 （1）人站在地面上拉繩子，所以應先繞過定滑輪，固定端在定滑輪的掛鉤上；
（2）已知物體上升的距離和所用的時間，然后根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出物體上升的速度；
（3）靜止在水平地面上的物體，地面受到的壓力等于其重力，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$即可求出貨物對地面的壓強；
（4）根據(jù)滑輪組的繞法確定提升物體繩子的條數(shù)，然后根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$求出滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）要求施力方向向下，從繩子末端開始，依次繞過定滑輪、動滑輪，這樣反復完成，繞法如圖所示：

（2）物體上升的速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{5m}{10s}$=0.5m/s；
（3）貨物對地面的壓力：F=G=800N；
則貨物對地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{0.04{m}^{2}}$=2×10⁴Pa；
（4）根據(jù)滑輪組的繞法可知：n=2
滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{G}{2F}$×100%=$\frac{800N}{2×500N}$×100%=80%．
答：（2）物體上升的速度是0.5m/s；
（3）貨物的底面積為0.04m²，那么裝卸工人在沒有用力的時候，貨物對地面的壓強是2×10⁴Pa；
（4）滑輪組的機械效率為80%．

點評 本意綜合考查了滑輪組的繞法、速度、壓強以及機械效率的計算，本題關鍵是確定滑輪組承擔物重繩子股數(shù)n的確定（直接從動滑輪上引出的繩子股數(shù)）以及機械效率公式的靈活變形．