解:(1)石塊的質(zhì)量:
m=ρV=2.5×10
3kg/m
3×8m
3=2×10
4kg,
石塊的重力:
G=mg=2×10
4kg×9.8N/kg=1.96×10
5N,
石塊對水平地面的壓力:
F=G=1.96×10
5N,
石塊對水平地面的壓強(qiáng):
p=
=
=4.9×10
4Pa;
(2)由圖可知n=2,
滑輪組的機(jī)械效率:
η=
=
=
=
=
=78.4%;
(3)∵不計(jì)繩重和摩擦?xí)r,拉力F=
(G
物+G
動(dòng)),
∴動(dòng)滑輪的重力:
G
動(dòng)=nF′-G=2×1.25×10
5N-1.96×10
5N=5.4×10
4N,
當(dāng)提升重量為石塊2倍的混凝土塊時(shí),拉力為:
F″=
(G
物′+G
動(dòng))=
×(2×1.96×10
5N+5.4×10
4N)=2.23×10
5N,
混凝土上升的速度:
v
物=
=
=0.1m/s,
繩端移動(dòng)的速度:
v
繩=nv
物=2×0.1m/s=0.2m/s,
這個(gè)過程中拉力的功率:
P=F″v
繩=2.23×10
5N×0.2m/s=4.46×10
4W.
答:(1)未提升時(shí),石塊對水平地面的壓強(qiáng)為4.9×10
4Pa;
(2)此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是78.4%;
(3)使用此滑輪組在10s內(nèi)將另一塊重量為石塊的2倍的混凝土塊勻速提高了1m,這個(gè)過程中拉力的功率是4.46×10
4W.
分析:(1)已知石塊的體積和密度根據(jù)m=ρV求出石塊的質(zhì)量,根據(jù)G=mg求出重力,水平面上物體的壓力和自身的重力相等,最后根據(jù)p=
求出塊對水平地面的壓強(qiáng).
(2)由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)為2,根據(jù)滑輪組的機(jī)械效率η=
=
=
=
求出滑輪組的機(jī)械效率.
(3)先根據(jù)F=
(G
物+G
動(dòng))求出動(dòng)滑輪的重力,再求出提升重量為石塊2倍混凝土塊時(shí)的拉力,然后求出物體上升的速度,利用v
繩=nv
物求出繩子移動(dòng)的速度,最后根據(jù)P=Fv求出這個(gè)過程中拉力的功率.
點(diǎn)評:本題考查了學(xué)生對壓強(qiáng)公式、重力公式、密度公式、效率公式和滑輪組有關(guān)公式的理解與掌握,關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等以及公式F=
(G
物+G
動(dòng))、v
繩=nv
物的靈活應(yīng)用.