Question

【题目】一名体重为520N、双脚与地面接触面积为400cm2的学生站在水平地面上向下拉绳，用滑轮组在10s内将400N的重物匀速提升1m．提升重物的过程中滑轮组的机械效率是80%（不计绳重及摩擦），求：

（1）画出滑轮组的绕线方式；
（2）拉力F的大小；拉力F的功率；
（3）他站在地面上匀速拉绳时地面对人的支持力．

Answer 1

【答案】
（1）解：由图可知，学生站在地面上，所以最终的绳子自由端方向向下，则绳子的起始端应在定滑轮上，如图所示：

（2）解：不计绳重和摩擦，由η= 可得：

80%=

F=250N；

拉力端移动距离s=2h=2×1m=2m，

拉力做功：W总=Fs=250N×2m=500J，

拉力做功功率：P= =50W；

（3）解：他站在地面上匀速拉绳时，G人=F支+F，则

地面对人的支持力：F支=G人﹣F=520N﹣250N=270N．

【解析】（1）应使绳子自由端方向向下，绳子的起始端固定在定滑轮上；
（2）机械效率已知，可以根据机械效率的公式以及功的计算拉力F的大小；利用公式W＝Fs计算出拉力做的功，再利用公式计算拉力做功的功率；
（3）人站在地面上匀速拉绳时，对人进行受力分析可知，G人=F支+F，据此求出地面对人的支持力 .
【考点精析】解答此题的关键在于理解滑轮组绳子拉力的计算的相关知识，掌握1、根据题意确定重物和动滑轮的重力由几段绳承担，用n 表示．2、确定重物的上升距离，和拉力F 的绳端的移动距离；重物的上升距离为:h则拉力F 的绳端的移动距离就是：nh；3、看是否计动滑轮的重力．（绳重与摩擦一般情况都不计）当不计动滑轮重力时，拉力F = (1/n)G物 ；当计动滑轮重力时，拉力F = (1/n)（G物 + G轮），以及对功的计算的理解，了解功的计算公式：W = F S；F 表示力，单位：牛( N ) ． S 表示距离，单位：米（m）W表示功， 功的单位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m．