Question

【题目】一名体重为560N、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上,用如图所示的滑轮组,在20s内将600N的重物匀速提升1m(绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计)。

(1)当这名学生未提重物时,他站在地面上对地面的压强多大？

(2)若匀速提升重物的过程中,滑轮组的机械效率是75%,则拉力的功率是多大?

(3)若用该滑轮组将800N的重物匀速提起1m,则机械效率又是多大?

Answer 1

【答案】(1)1.4×104 Pa (2)40 W (3 )80%

【解析】（1）因为学生的体重是：G=560N、双脚与地面接触面积是：S =0.04m2，

所以，当这名学生未提重物站在地面时，他对地面的压力是：F压 =G=560N，

故他对地面的压强是：p=F压/S=560N/0.04m2=1.4×104 Pa

（1）根据题意知道，滑轮组提升物体时做的有用功是：W有 =Gh=600N×1m=600J，

由η=W有/W总×100%知道，拉力做的总功是：W总 =W有/η=600J/75%=800J，

所以，拉力的功率是：P=W总/t=800J/20s=40W；

（3）由图知道，在绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计时，由自由端的拉力是：F=（G+G动）/n，所以，动滑轮的重力是：G动=nF-G=2×400N-600N=200N，

因为克服物体重力做的功为有用功，克服动滑轮重力和物体重力做的功为总功，

所以，将800N的重物匀速提起时滑轮组的机械效率是：

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