Question

如图所示，一个边长为80cm的正方体重640N，放在水平地面上，一位工人站在地上利用滑轮组用400N的拉力以0.1m/s的速度匀速向下拉绳10s．则：
（1）在工人用力拉绳之前，重物对地面的压强是多大？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）拉力的功率是多少？

Answer 1

分析：由图可知，承担货物重的绳子股数n=2，设提升物体的高度为h，则绳子自由端移动的距离s=2h；
（1）知道边长和物体重，求出受力面积和对地面的压力，利用压强公式求对地面的压强；
（2）利用速度公式求出拉力移动的距离，又知道拉力大小，利用W_总=Fs求总功；
知道物体重，求出物体上升的高度，利用W_有=Gh求提起物体所做的有用功；
再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（3）求出了拉力做功，再利用功率公式求拉力的功率．

解答：解：（1）物体底面积为：
S=80cm×80cm=6400cm²=0.64m²，
∵物体静止于水平面
∴物体对地面压力：
F=G=640N，
物体对地面压强：
p=

F

S

=

640N

0.64m2

=1000Pa；
（2）工人向下拉绳10s，移动的距离：
s=vt=0.1m/s×10s=1m，
拉力做功：W_总=Fs=400N×1m=400J，
此时重物上升高度：h=

s

2

=

1m

2

=0.5m，
∴W_有用=Gh=640N×0.5m=320J，
∴η=

W有用

W总

=

320J

400J

=80%；
（3）拉力的功率：P=

W

t

=

400J

10s

=40W．
答：（1）在工人用力拉绳之前，重物对地面的压强是1000Pa；
（2）滑轮组的机械效率是80%；
（3）拉力的功率是40W．

点评：本题考查了学生对有用功、总功、速度公式、机械效率公式、功率公式、滑轮组s=nh的理解和运用，理解并求出有用功和总功是本题的关键．