Question

【題目】某建筑工地上，一個重為500N的工人利用滑輪組將重400N的建筑材料在10s內勻速提升2m，如圖所示。工人所施加的拉力為250N，在此過程中不計繩重和摩擦（g取10Nkg）．求：

（1）若工人雙腳與地面的接觸面積約為500cm2，提升建筑材料前，該工人靜止站立時對水平地面的壓強。

（2）工人拉力F做功的功率。

（3）如果繩子所能承受的最大拉力為650N，請計算工人利用此裝置一次最多能提升重多少牛的建筑材料？

Answer 1

【答案】（1）1×104Pa （2）100W （3）900N

【解析】解答：(1)提升建筑材料前,該工人靜止站立時對地面的壓力：F壓＝G＝500N，受力面積：S＝500cm2＝5×102m2，工人靜止站立時對地面的壓強：P＝1×104Pa；(2)由圖可知，n＝2，則繩子自由端移動的距離：s＝2h＝2×2m＝4m，拉力做的功：W＝Fs＝250N×4m＝1000J，則工人拉力F做功的功率：P＝＝100W；(3)不計繩重和摩擦,提升重400N的建筑材料時的拉力：F＝ (G物+G輪)，即：250N＝ (400N+G輪)，解得G輪＝100N；因為人的重力為500N，所以人能施加的最大拉力F最大＝G人＝500N，否則人會被繩子拉起來，則有：F最大＝ (G物最大+G輪)，即：500N＝ (G物最大+100N)，解得G物最大＝900N。

答：(1)該工人靜止站立時對水平地面的壓強為1×104Pa。(2)工人拉力F做功的功率為100W。

(3)如果繩子所能承受的最大拉力為650N，工人利用此裝置一次最多能提升重900N的建筑材料。