Question

【题目】如图所示，物体A是正方体金属块，边长是20cm，在拉力F的作用下物体A恰好做匀速直线运动．已知，每个滑轮重20N，金属块的密度ρ金=5×103kg/m3 ， 物体A 运动时受到地面的阻力是物体重的0.3倍，在2s内被拖动5m，不计绳重及绳与滑轮、轮与轴之间的摩擦（g=10N/kg）．试求：
（1）物体A对地面的压强；
（2）拉力F做功的功率；
（3）该滑轮组的机械效率．（计算结果保留1位小数）

Answer 1

【答案】
（1）解：金属块的体积为：V=（20cm）3=8000cm3=8×10﹣3 m3

由ρ= 得金属块的质量为：m=ρV=5×103kg/m3×8×10﹣3m3=40kg；

金属块的重力为：G=mg=40kg×10N/kg=400N；

金属块对地面的压强为：p= = =1×104Pa；

答：物体A对地面的压强为1×104Pa

（2）解：物体受到的摩擦力为：f=0.3G=0.3×400N=120N；

则拉力为：F= （G动+f）= （20N+120N）=70N；

拉力的总功为：W=F1s=70×10m=700J；

拉力的功率为：P= = =350W；

答：拉力F做功的功率为350W

（3）解：有用功为：W有=F2sA=120N×5m=600J；

机械效率为：η= = ≈85.7%．

答：该滑轮组的机械效率为85.7%

【解析】（1）求出A的质量和重力，根据公式p= 计算压强；（2）根据摩擦力求出F的大小，然后根据W=Fs求出功，根据公式P= 求出功率；（3）求出有用功，然后根据η= 求出机械效率．
【考点精析】本题主要考查了压强的大小及其计算和滑轮（组）的机械效率的相关知识点，需要掌握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)才能正确解答此题．