Question

6．某同學為建筑工地設(shè)計了如圖所示的提升重物的裝置，相關(guān)信息如表：

電動機額定功率/W	1000
每塊材料質(zhì)量/kg	200
材料的長×寬×高/m	1×0.8×0.4
材料提升的高度/m	10
材料上升的速度/（m/s）	0.2
每個滑輪的重/N	50
繩子能承受的最大拉力/N	4000

（1）每塊材料按如圖所示（側(cè)放）靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多少？（g取10N/kg）
（2）電動機正常工作，提升一塊材料到達目的地需消耗多少電能？
（3）一次提升幾塊建材節(jié)約能源（需數(shù)據(jù)支持，寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)F=G=mg計算出材料對地面的壓力，計算出側(cè)放時的受力面積，由p=$\frac{F}{S}$得出對地面的壓強；
（2）根據(jù)t=$\frac{s}{v}$計算出提升一塊材料所用的時間，由W=Pt可得所需消耗的電能；
（3）根據(jù)電動機的功率，計算出繩端的拉力，由滑輪組的省力特點得出所能提升的最大總重力，從而可求出建材的塊數(shù)．

解答 解：（1）材料對地面的壓力：F=G=mg=200kg×10N/kg=2000N；
側(cè)放時的受力面積：S=0.8×0.4m²=0.32m²；
對地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{11200N}{0.8{m}^{2}}$=6250Pa；
（2）由v=$\frac{s}{t}$得，提升材料所需時間：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{10m}{0.2m/s}$=50s；
由P=$\frac{W}{t}$得，電動機做的功：W=Pt=1000W×50s=50000J；
（3）由圖知，滑輪組由兩段繩子承擔物重，所以v_繩=2v=2×0.2m/s=0.4m/s；
由P=$\frac{W}{t}$=Fv得，繩端拉力：F=$\frac{P}{v}$=$\frac{1000W}{0.4m/s}$=2500N；
由F=$\frac{1}{2}$（G_物+G_動）得，G_物=2F-G_動=2×2500N-50N=4950N；
能夠提升的材料塊數(shù)：n=$\frac{4950N}{2000N}$≈2
答：（1）每塊材料側(cè)放時，對地面的壓強是6250Pa；
（2）電動機提升一塊材料到達目的地需消耗電能50000J；
（3）一次提升2塊建材節(jié)約能源．

點評 本題是初中物理的一道綜合計算題目，包括力學和電學的有關(guān)知識，主要考查了壓強、功、功率、滑輪組省力特點的有關(guān)計算，在分析過程中，一定要認真審題，搞清各個量之間的關(guān)系．