Question

1．如图所示，一个体重为600N，双脚与地面的接触面积为300cm²的同学，用滑轮组将重500N的物体在10秒内匀速提升了2m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中（　　）

• A． 拉力的大小为300N
• B． 拉力做的有用功是1200J
• C． 滑轮组的机械效率为83.3%
• D． 人对地面的压强为1×10⁴Pa

Answer 1

分析 从滑轮组的结构图上看出，直接从动滑轮上引出的绳子股数n=2，s=2h；
（1）不计绳重和摩擦，利用F=$\frac{1}{2}$（G+G_轮）求拉力；
（2）知道物重G和升高的高度h，利用W=Gh求出有用功；
（3）知道拉力大小，再求出拉力端移动的距离，利用W=Fs求出总功，根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（4）求出地面受到的压力（G-F）和受力面积（双脚站立），再利用压强公式求工人对地面的压强．

解答 解：
由图可知，n=2，拉力端移动的距离s=2h=2×2m=4m；
A、不计绳重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{2}$（G+G_轮）=$\frac{1}{2}$（500N+100N）=300N，故A正确；
B、当提升G=500N的重物时，W_有=Gh=500N×2m=1000J，故B错；
C、拉力做的总功：W_总=Fs=300N×4m=1200J，
滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{1000J}{1200J}$×100%≈83.3%，故C正确；
D、地面受到的压力：F_压=G_人-F=600N-300N=300N，
S=300cm²=0.03m²，
人对地面的压强：
p=$\frac{{F}_{压}}{s}$=$\frac{300N}{0.03{m}^{2}}$=1×10⁴Pa，故D正确．
故选ACD．

点评 本题考查了使用滑轮组拉力、有用功、总功、机械效率、压强的计算，解题关键：一是区分有用功、总功（从我们做功的目的出发，对我们有用的为有用功，对我们无用但又不得不做的功为额外功，拉力对机械做的功为总功），二是求人对地面的压力．