Question

边长为10cm的正方体物块重90N，放在水平桌面上如图甲所示；若用图乙所示滑轮组提升，每个滑轮重30N，求：
（1）如图甲所示，物块对水平桌面的压强为多大
（2）在乙图中画出滑轮组最省力的绕线方法
（3）用最省力绕线提升物体时，拉力的大小？此时滑轮组的机械效率？（不考虑滑轮组的摩擦和绳重）

Answer 1

解：
（1）正方体的底面积为S=a²=（0.1m）²=0.01m²
正方体对桌面的压强为P====9×10³Pa；
（2）要作用在绳子末端的拉力最小，绳子的起始端必须作用在动滑轮上．

（3）作用在绳子末端的拉力为F=（G+G₀）=（90N+30N）=40N；
滑轮组的机械效率为η===75%．
答：
（1）正方体对桌面的压强为9×10³Pa；
（2）滑轮组的绕法如上图；
（3）用最省力绕线提升物体时，拉力为40N，此时滑轮组的机械效率为75%．
分析：（1）已知正方体的边长，可以得到底面积；已知正方体放在水平桌面上，所以压力等于重力；已知压力和接触面积，利用公式P=得到物体对水平桌面的压强；
（2）使用滑轮组时，作用在动滑轮上的绳子段数越多越省力，一个动滑轮作用的绳子最多有三段．
（3）不考虑滑轮组的摩擦和绳重，承担物重的绳子有n股，提起物体所用的拉力就是物重和动滑轮重的；
已知物重和动滑轮重，利用η=计算机械效率．
点评：此题属于易错题，出错的地方是计算滑轮组的机械效率时，拉力做的额外功只包括一个滑轮（动滑轮），不是两个滑轮的重力．