Question

18．一物體重1140N，它的底面積為1.5×10³cm³．小明用600N的力勻速提升該物體，物體的速度為0.2m/s．（不計(jì)摩擦與繩重）求：
（1）小明拉繩的功率．
（2）滑輪組的機(jī)械效率．
（3）體重為450N的小明用此滑輪組提升物體，但物體沒(méi)有被拉動(dòng)，物體對(duì)水平地面的最小壓強(qiáng)為多大？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=2v_物求出拉力的速度，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力的功率；
（2）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{F2h}$=$\frac{G}{2F}$求出機(jī)械效率；
（3）根據(jù)F=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)）求出動(dòng)滑輪重，由于不計(jì)摩擦與繩重，繩端最大拉力等于人體重力，再求出滑輪組提升物體的拉力，再求出物體對(duì)地面的壓力，求出壓強(qiáng)．

解答 解：（1）拉力的速度：
v=2v_物=2×0.2m/s=0.4m/s，
拉繩的功率：P_拉=$\frac{{{W_{\;}}}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=F，=600N×0.4m/s=240W；
（2）滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{{W_{有用}}}}{W_總}(cāng)$=$\frac{Gh}{{F{s_繩}}}$=$\frac{Gh}{F×2h}$=$\frac{1140N}{600N×2}$=95%；
（3）由于不計(jì)摩擦與繩重，由F=$\frac{1}{2}$（G+G_動(dòng)）得：
動(dòng)滑輪重：G_動(dòng)=2F-G=2×600N-1140N=60N，
繩端最大拉力等于人體重力，則物體對(duì)滑輪組的拉力F_拉=2G_人-G_動(dòng)，滑輪組提升物體的拉力F_拉′=G-F_支持，
因?yàn)镕_拉=F_拉′，物體受到的支持力為：
F_支持=G+G_動(dòng)-2G_人=1140N+60N-2×450N=300N，
所以物體對(duì)水平地面的最小壓強(qiáng)：
p=$\frac{F_壓}{S}$=$\frac{{{F_{支持}}}}{S}$=$\frac{300N}{{0.15{m^2}}}$=2×10³Pa．
答：（1）小明拉繩的功率240W；
（2）滑輪組的機(jī)械效率95%；
（3）物體對(duì)水平地面的最小壓強(qiáng)為2×10³Pa．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)功率、機(jī)械效率、滑輪組省力特點(diǎn)、壓強(qiáng)計(jì)算公式和物體受力分析的理解和掌握，綜合性很強(qiáng)，難度較大．