Question

19．小明和他的興趣小組利用如圖所示的滑輪組進行實驗，人以250N的力向下拉繞在滑輪組上的繩子的一端，15秒鐘繩子下端移動了0.9m，邊長為20cm的正方體物體上升0.3m，已知滑輪組的效率為80%（g=10N/kg）．
（1）畫出小明興趣小組所用滑輪組的繞線情況．
（2）人的拉力做功的功率是多少？
（3）重物被吊起前對地面的壓強為多少？

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)n=$\frac{s}{h}$求出作用在動滑輪上繩子的股數(shù)，然后再根據(jù)“奇動偶定”的原則畫出繩子的繞法；
（2）先根據(jù)W=Fs求出總功，然后根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出功率；
（3）先根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求出有用功，然后根據(jù)W_有=Gh求出物體的重力，最后根據(jù)p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$求出重物對地面的壓強．

解答 解：（1）根據(jù)題意可知，作用在動滑輪上繩子的股數(shù)：n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.9m}{0.3m}$=3；因此需從動滑輪的掛鉤上固定繩子，然后依次繞完，如下圖所示：

（2）總功：W_總=Fs=250N×0.9m=225J；
拉力做功的功率：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{225J}{15s}$=15W；
（3）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$可得，W_有=ηW_總=80%×225J=180J；
由W_有=Gh可得，G=$\frac{{W}_{有}}{h}$=$\frac{180J}{0.3m}$=600N；
重物被吊起前對地面的壓力等于重力，因此地面受到的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{600N}{0.2m×0.2m}$=15000Pa．
答：（2）人的拉力做功的功率是為15W；
（3）重物被吊起前對地面的壓強為15000Pa．

點評 此題屬于力學(xué)綜合題，考查了滑輪組的繞繩方法、功的計算、功率的計算、機械效率計算公式的應(yīng)用以及壓強的計算，考查的知識點較多，并且非常重要，需要熟練掌握相應(yīng)的公式或規(guī)律，根據(jù)需要靈活進行公式變形．