Question

4．如圖所示，一個質(zhì)量為60kg、底面積為5×10^-2m²的木箱靜止在水平地面上．小明用如圖所示的滑輪組將木箱從水平地面勻速提高4m，用時40s，所用的拉力為330N，不計(jì)繩重和摩擦．（g=10N/kg）求：
（1）木箱靜止在水平地面上時對地面的壓強(qiáng)；
（2）小明對滑輪組做功的功率；
（3）滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)G=mg求出物體的重力，然后根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出木箱對地面的壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)圖示讀出提升物體繩子的條數(shù)，結(jié)合s=nh和W_總=Fs求出總功；，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出小明對滑輪組做功的功率；
（3）根據(jù)W_有=Gh求出有用功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求出機(jī)械效．

解答 解：（1）木箱的重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N，
木箱對水平地面的壓力：F_壓=G=600N，
對地面的壓強(qiáng)：p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{600N}{0.05{m}^{2}}$=12000Pa；
（2）由圖可知，n=2，繩端移動的距離：s=2h=2×4m=8m，
小明拉力做的總功：W_總=Fs=330N×8m=2640J，
小明拉力的功率：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{2640J}{40s}$=66W；
（3）小明做的有用功：W_有=Gh=600N×4m=2400J；
滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{2400J}{2640J}$×100%=90.9%．
答：（1）木箱靜止在水平地面上時對地面的壓強(qiáng)為12000Pa；
（2）小明對滑輪組做功的功率為66W；
（3）滑輪組的機(jī)械效率為90.9%．

點(diǎn)評 本題考查了重力公式、壓強(qiáng)公式、做功公式、功率公式、機(jī)械效率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等以及明確滑輪組繩子的有效股數(shù)．