Question

【題目】一名體重為560N、雙腳與地面接觸面積為0.04m2的學(xué)生站在水平地面上,用如圖所示的滑輪組,在20s內(nèi)將600N的重物勻速提升1m(繩重及繩與滑輪之間的摩擦不計)。

(1)當(dāng)這名學(xué)生未提重物時,他站在地面上對地面的壓強多大？

(2)若勻速提升重物的過程中,滑輪組的機械效率是75%,則拉力的功率是多大?

(3)若用該滑輪組將800N的重物勻速提起1m,則機械效率又是多大?

Answer 1

【答案】(1)1.4×104 Pa (2)40 W (3 )80%

【解析】（1）因為學(xué)生的體重是：G=560N、雙腳與地面接觸面積是：S =0.04m2，

所以，當(dāng)這名學(xué)生未提重物站在地面時，他對地面的壓力是：F壓 =G=560N，

故他對地面的壓強是：p=F壓/S=560N/0.04m2=1.4×104 Pa

（1）根據(jù)題意知道，滑輪組提升物體時做的有用功是：W有 =Gh=600N×1m=600J，

由η=W有/W總×100%知道，拉力做的總功是：W總 =W有/η=600J/75%=800J，

所以，拉力的功率是：P=W總/t=800J/20s=40W；

（3）由圖知道，在繩重及繩與滑輪之間的摩擦不計時，由自由端的拉力是：F=（G+G動）/n，所以，動滑輪的重力是：G動=nF-G=2×400N-600N=200N，

因為克服物體重力做的功為有用功，克服動滑輪重力和物體重力做的功為總功，

所以，將800N的重物勻速提起時滑輪組的機械效率是：

η′=W有′/W總′×100%=G′/（G′+G動）×100%=800N/（800N+200N）×100%=80%