Question

今年5月以來我國(guó)南方普降大雨，多地發(fā)生泥石流，一塊巨石滾到了公路上，搶修人員正在用如圖所示的裝置將石頭拖離公路．若石頭的質(zhì)量為1.2×10³ ㎏，與地面的接觸面積為0.2 m²，石頭在水平路面上被勻速直線拉動(dòng)，10 s內(nèi)繩子自由端沿水平方向勻速直線移動(dòng)了3 m，石頭受到的摩擦阻力為3.6×10³ N，繩子自由端的拉力為1500 N．

求：(1)石頭靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)。

(2)繩子自由端拉力的功率。

 (3)滑輪組的機(jī)械效率。

 

Answer 1

【答案】

(1) （2）(3)80%

【解析】石頭靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓力等于石頭的重力，利用壓強(qiáng)公式p=F/S

求出石頭對(duì)地面的壓強(qiáng)；已知繩子自由端的拉力和移動(dòng)的距離，可利用公式W=Fs求出用繩子做的總功，又已知繩子自由端移動(dòng)的時(shí)間，可利用公式P=W /t 求出功率．

（或先求出繩子自由端移動(dòng)的速度，利用公式P=Fv求出功率）；滑輪組的機(jī)械效率η=W_有用 /W_總 根據(jù)題意可知W有用為物體克服摩擦做的功，W_有用=f×s /n ；W_總為對(duì)繩子自由端所做的功，W_總=Fs．所以η=W_有用 /W_總 =f /nF

．解：(1) 由題意可知：S=0.2m²

石頭對(duì)地面的壓力 F=G=mg=1200㎏×10N/㎏=1.2×10⁴N    ……………1分

∴石頭對(duì)地面的壓強(qiáng)      ………1分

（2）∵S=3m    F=15OON

∴W_總=FS=1500N×3m=4500J                         ………………1分  

∴                                                ………………2分

(3)∵n=3   S=3m    f =3.6×10³ N

∴石頭沿水平方向勻速移動(dòng)的距離S_物=S/3=3m/3=1m    

又∵W_有=Gh=3.6×10³ N ×1m=3.6×10³J             ……………1分

∴                                                 ……………2分