Question

5．質(zhì)量為0.8kg的重物A先靜止在水平桌面上，與桌面的接觸面積為100cm²，然后利用如圖所示的裝置，在10秒內(nèi)將重物勻速提升10m，所用的拉力F大小為5N，若繩重和摩擦不計，動滑輪有質(zhì)量，計算時g取10N/kg．
求：（1）重物靜止時對桌面的壓強．
（2）提升該物體時做的總功．
（3）動滑輪的重力．
（4）若仍用此裝置將另一個重為18N的重物B也勻速提升10m，此時的機械效率為多少？

Answer 1

分析 （1）重物靜止時對桌面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對桌面的壓強；
（2）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)為2，根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離，根據(jù)W=Fs求出提升該物體時做的總功；
（3）繩重和摩擦不計，根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G+G_動）求出動滑輪的重力；
（4）克服物體B重力所做的功為有用功，克服物體B的重力和動滑輪的重力所做的功為總功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{（G+{G}_{動}）h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$×100%求出滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）重物靜止時對桌面的壓力：
F_壓=G_A=mg=0.8kg×10N/kg=8N，
對桌面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{8N}{0.01{m}^{2}}$=800Pa；
（2）由圖可知，n=2，則繩端移動的距離：
s=nh=2×10m=20m，
提升該物體時做的總功：
W_總=Fs=5N×20m=100J；
（3）繩重和摩擦不計，由F=$\frac{1}{n}$（G+G_動）可得，動滑輪的重力：
G_動=nF-G_A=2×5N-8N=2N；
（4）用此裝置將重為18N的重物B勻速提升10m時滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{G}_{B}}{{G}_{B}+{G}_{動}}$×100%=$\frac{18N}{118N+2N}$×100%=90%．
答：（1）重物靜止時對桌面的壓強是800Pa；
（2）提升該物體時做的總功是100J；
（3）動滑輪的重力是2N；
（4）若仍用此裝置將另一個重為18N的重物B也勻速提升10m，此時的機械效率為90%．

點評 本題考查了壓強、總功、動滑輪重力、機械效率的計算，明確有用功和總功是解題的關鍵，要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等．