Question

【題目】底面積100cm2的物體靜止在水平地面上，對地面的壓強為2×104Pa。用如圖所示的滑輪組在5s內將物體勻速豎直提升3m，已知滑輪組的機械效率為80%，不計繩重和摩擦。（g取10N/kg）求：

（1）物體的質量；

（2）拉力F的功率；

（3）用此滑輪組勻速豎直提升250N的重物，需要多大的拉力。

Answer 1

【答案】（1）20kg（2）150W （3）150N

【解析】

（1）．根據p=得，物體對地面的壓力為：

F=pS=2×104Pa×100×10-4m2=200N，

由于地面是水平的，則物體的重力等于物體對地面的壓力：

G=F=200N，

物體的質量為：

m==20kg。

（2）．由圖可知，滑輪組承擔動滑輪和貨物的繩子段數為n=2，根據η==得，滑輪組繩子端的拉力為：

F===125N。

根據滑輪組特點，繩子端移動的距離為：

s=nh=2×3m=6m。

則拉力F做的功為：

W=Fs=125N×6m=750J，

拉力F的功率為：

P===150W。

（3）．由F=得，該滑輪組使用的動滑輪重力為：

G動=nF-G=2×125N-200N=50N。

用此滑輪組勻速豎直提升250N的重物，承擔動滑輪和貨物的繩子段數不變，動滑輪重力仍然為50N不變，則此時需要的拉力大小為：

F′===150N。

答：（1）．物體的質量為20kg；

（2）．拉力F的功率為150W；

（3）．用此滑輪組勻速豎直提升250N的重物，需要的拉力大小為150N。