Question

（2011?天水）如圖所示，用滑輪組提升質量為120kg、底面積為50cm²的長方體物塊．
（1）物塊未提之前靜止在地面上，則物塊對地面的壓強是多少？（g=1ON/kg）
（2）在拉力F的作用下，物塊豎直勻速上升3m，已知滑輪組的機械效率為80%，則拉力F做了多少功？（不計繩重和繩子與滑輪間的摩擦）
（3）若仍用此滑輪組提升重力為1500N的物體，則滑輪組的機械效率為多少？

Answer 1

分析：（1）物塊未提之前對地面的壓力等于自身的重力；根據公式P=

F

S

可求對地面的壓強；
（2）已知物體的重力和動滑輪上繩子的段數，以及滑輪組的機械效率，根據公式η=

G

nF

可求拉力的大小，最后利用公式W=FS可求拉力做的功；
（3）已知動滑輪上繩子的段數，根據公式F=

1

n

(G+G動)可求動滑輪的重力；最后利用公式η'=

G′

G′+G動

可求此時滑輪組的機械效率．

解答：解：（1）受力分祈得F_壓=G=mg=120kg×10N/kg=1200N；
物塊對地面的壓強是P=

F壓

S

=

1200N

50×10-4m2

=2.4×10⁵Pa；
答：物塊對地面的壓強是2.4×10⁵Pa；
（2）∵η=

G

nF

；
∴繩子的拉力F=

G

n?η

=

1200N

3×80%

=500N；
拉力做功W=F?S=F?nh=500N×3×3m=4.5×10³J；
答：拉力做功4.5×10³J；
（3）∵F=

1

n

(G+G動)；
∴動滑輪的重力G_動=nF-G=3×500N-1200N=300N；
滑輪組的機械效率為η'=

G′

G′+G動

=

1500N

1500N+300N

≈83.3%；
答：滑輪組的機械效率為83.3%；

點評：本題考查壓強、做功、機械效率等的計算，關鍵是分析物體的受力情況和動滑輪上繩子的段數，要知道同一個滑輪組，提升的物體重力越大，機械效率越高．