Question

18．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量60kg，底面積為0.1m²物塊，通過滑輪組在25N拉力作用下以0.1m/s的速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)．已知物塊受到的滑動(dòng)摩擦力為物重的0.1倍．（g取10N/kg ）．求：
（1）在圖上作出物體對(duì)水平地面壓力的示意圖；
（2）物體的重力是多少？
（3）物體靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？
（4）拉力的功率是多少？
（5）該滑輪組的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)壓力的作用點(diǎn)在接觸面上確定壓力的作用點(diǎn)，然后根據(jù)壓力的方向與接觸面垂直，再過作用點(diǎn)表示出壓力的方向．
（2）已知了物塊的質(zhì)量，利用重力的計(jì)算公式即可求解．
（3）物重即為物塊對(duì)水平地面的壓力，已知了受力面積，可直接代入壓強(qiáng)公式進(jìn)行計(jì)算．
（4）已知拉力的大小和物體的移動(dòng)速度以及動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)，根據(jù)公式P=FV可求拉力的功率；
（5）水平使用滑輪組，拉力克服摩擦力做功，首先用摩擦力乘以物體移動(dòng)距離計(jì)算有用功，用拉力乘以拉力移動(dòng)距離計(jì)算總功，然后用有用功除以總功計(jì)算機(jī)械效率．

解答 解：（1）壓力的作用點(diǎn)在接觸面的中央，過作用點(diǎn)作垂直于水平地面，并指向水平面的力；如圖所示：

（2）已知：m=60kg，g=10N/kg，則：
G=mg=60kg×10N/kg=600N；
（3）當(dāng)物塊靜止在水平桌面時(shí)，壓力F=G=600N；
則：P=$\frac{F}{s}$=$\frac{600N}{0.1{m}^{2}}$=6000Pa；
（4）由題意可知，物體移動(dòng)速度為v，繩端移動(dòng)的速度為3v
由P=$\frac{W}{t}$，W=Fs得，
拉力的功率是P=Fv=F×3v=25N×3×0.1m/s=3.5W；
（3）f=0.1G=0.1×600N=60N；
W_有=fs；
滑輪組繩子段數(shù)n=3
W_總=F×s₂=F×3s，
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{fs}{F×3s}$×100%=$\frac{60N}{25N×3}$×100%=80%
答：（1）如圖所示；
（2）物體的重力是600N．
（3）物體靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為6000帕．
（4）拉力的功率是3.5W；
（5）該滑輪組的機(jī)械效率是80%．

點(diǎn)評(píng) 此題考查的知識(shí)點(diǎn)有：重力的計(jì)算、二力平衡的應(yīng)用、功和功率的計(jì)算等，綜合性較強(qiáng)．