Question

【题目】为了将放置在水平地面上、重G=84 N的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丙）和（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2 m2，不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：

（1）在2~3s内，拉力F的功率P

（2）在2~3s内，滑轮组的机械效率η

（3）在1~2s内，拉力F做的功W

（4）在0~1s内，重物对地面的压强p

Answer 1

【答案】262.5W 80% 150 J 300 Pa

【解析】

(1)由图可以知道在2~3s内,重物做匀速运动,,拉力

,因为从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n=3, 所以拉力F的作用点下降的速度,拉力做功功率(总功率):

;

(2) 在2~3s内,滑轮组的机械效率:,

(3)在1~2s内,拉力F2=40N,重物上升高度h2=1.25m,

拉力F的作用点下降的距离,拉力做的功:

;

(4)设动滑轮重为G动,，所以动滑轮重:

在0~1s内,拉力F1=30N,把动滑轮和重物看成整体,则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态.,地面对物体的支持力: ,根据力的作用是相互的,重物对地面的压力: ,对地面的压强:

答案: 262.5W 80% 150 J 300 Pa