Question

【题目】如图所示，重为1140N的物体，它与水平地面的接触面积为1.5×103cm2 ． 工人师傅用600N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2m/s．（不计摩擦及绳重）求：

（1）滑轮组的机械效率；
（2）工人师傅拉绳的功率；
（3）体重为450N的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大？

Answer 1

【答案】
（1）解：因为有2段绳子拉物体，所以s=2h，

滑轮组的机械效率：

η= = = = = ×100%=95%

（2）解：拉力端移动的速度：v拉=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，

工人师傅拉绳的功率：

P= = =Fv=600N×0.4m/s=240W

（3）解：不计摩擦及绳重，F= （G+G动），

所以动滑轮重：G动=2F﹣G=2×600N﹣1140N=60N，

小明拉绳子时的最大拉力等于其重力，F′=G人=450N，

由于F′= （F拉+G动），

所以动滑轮对物体的最大拉力：F拉=2F′﹣G动=2×450N﹣60N=840N，

物体对地面的最小压力：F压=F支=G﹣F拉=1140N﹣840N=300N，

物体对地面的最小压强：

p= = =2000Pa

【解析】（1）根据η= = = 求出机械效率；（2）根据v拉=2v物求出拉力移动速度，根据P= = =Fv求出拉力的功率（3）根据工人师傅的拉力F= （G+G动）求出动滑轮重，小明的最大拉力为F=G=450N，根据F= （F拉+G动）求出绳子对物体的拉力，则物体对地面的压力F压=F支=G﹣F拉 ， 根据p= 求出对地面的最小压强．
【考点精析】掌握压强的大小及其计算和滑轮（组）的机械效率是解答本题的根本，需要知道压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）；关于滑轮组机械效率的计算：W有用 = G·h；W总 = F·s； s = n·h （1）η=W有用 / W总 （2)η= W有用 / W总 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF)．