Question

17．某港口一裝卸工人用如圖所示的滑輪組勻速提升質(zhì)量為80kg的貨物，所用的拉力F為500N，貨物在拉力作用下以0.4m/s的速度勻速上升，求：（g=10N/kg）
（1）提升前貨物靜止在地面上，與地面的接觸面積為0.04m²，求貨物對(duì)地面的壓強(qiáng)．
（2）貨物在拉力作用下勻速上升時(shí)，拉力的功率．
（3）此滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）已知貨物的質(zhì)量及與地面的接觸面積，先求出貨物對(duì)地面的壓力，然后由P=$\frac{F}{S}$可求貨物對(duì)地面的壓強(qiáng)．
（2）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求得拉力的功率．
（3）由圖求出滑輪組承重繩子的股數(shù)，然后求出貨物上升的距離，求出有用功，然后由效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：（1）貨物對(duì)地面的壓力
F_N=G=mg=80kg×10N/kg=800N，
貨物對(duì)地面的壓強(qiáng)P=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{0.04{m}^{2}}$=2×10⁴Pa．
（2）由圖示可知，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=2，
貨物移動(dòng)的速度v=0.4m/s，則繩子自由端移動(dòng)的速度v′=2v=2×0.4m/s=0.8m/s，
拉力的功率拉力F的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=500N×0.8m/s=400W．
（3）物體上升的高度h，
有用功W_有=Gh=800N×h，
總功W_總=Fs=500N×2h，
滑輪組的機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{800N×h}{500N×2h}$=80%．
答：（1）貨物對(duì)地面的壓強(qiáng)是2×10⁴Pa．
（2）拉力F的功率是400W．     
（3）此滑輪組的機(jī)械效率此滑輪組的機(jī)械效率為80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查壓強(qiáng)的計(jì)算，速度的計(jì)算，功率的計(jì)算和機(jī)械效率的計(jì)算．解題是要注意其中的一些細(xì)節(jié)問題，如承擔(dān)貨物的繩子般數(shù)要看有幾般繩子與動(dòng)滑輪接觸；繩子自由端的距離與物體上升的高度之間的關(guān)系：s=nh．