Question

【題目】如圖所示，用滑輪組勻速提起放在地面上邊長為20cm，質量為100kg的重物，拉力做功的功率為1200W，重物上升的速度為1m/s。（不計繩重和摩擦力）求：

（1）當物體靜止在地面上時對地面的壓強；

（2）作用在繩子自由端的拉力為多大；

（3）滑輪組的機械效率為多大；

（4）若用此滑輪組勻速提起2200N的重物，作用在繩子自由端的拉力為多少。

Answer 1

【答案】（1）2.5×104Pa；（2）400N；（3）83.3%；（4）800N。

【解析】

（1）物體靜止在地面上時對地面的壓力：F壓＝G＝mg＝100kg×10N/kg＝1000N，

受力面積：S＝（0.2m）2＝0.04m2，

則物體對地面的壓強：p＝；

（2）由圖知，n＝3，則繩端移動的速度：v＝3v物＝3×1m/s＝3m/s，

由P＝可得繩子自由端的拉力： ；

（3）滑輪組的機械效率：。

（4）不計繩重和摩擦力，繩子自由端的拉力：F＝（G+G動），

則動滑輪重力：G動＝3F﹣G＝3×400N﹣1000N＝200N，

勻速提起2200N的重物時，作用在繩子自由端的拉力：

F′＝（G′+G動）＝（2200N+200N）＝800N。

答：（1）當物體靜止在地面上時對地面的壓強為2.5×104Pa；

（2）作用在繩子自由端的拉力為400N；

（3）滑輪組的機械效率為83.3%；

（4）若用此滑輪組勻速提起2200N的重物，作用在繩子自由端的拉力為800N。