Question

7．如圖是某建設工地上工人用滑輪組拉動貨物的示意圖．貨物重3000N，與地面的接觸面積為0.25m²，工人用F為400N的拉力將貨物沿水平方向勻速拉動2m，貨物與地面的滑動摩擦力為600N．試求：
（1）貨物對地面的壓強是多少？
（2）貨物克服摩擦力所做的功是多少？
（3）滑輪組的機械效率為多少？

Answer 1

分析 （1）貨物對地面的壓力和自身的重力相等，又知道貨物與地面的接觸面積，根據p=$\frac{F}{S}$求出貨物對地面的壓強；
（2）知道貨物與地面的滑動摩擦力和勻速拉動的距離，根據W=fs求出貨物克服摩擦力所做的功；
（3）由圖可知滑輪組繩子的有效股數，根據s_繩=ns_物求出繩端移動的距離，根據W=Fs求出拉力做的功，根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）因水平面上物體的壓力和自身的重力相等，
所以，貨物對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{3000N}{0.25{m}^{2}}$=1.2×10⁴Pa；
（2）貨物克服摩擦力所做的功：
W_有=fs=600N×2m=1200J；
（3）由圖可知，n=2，則繩端移動的距離：
s_繩=ns_物=2×2m=4m，
拉力做的功：
W_總=F′s_繩=400N×4m=1600J，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1200J}{1600J}$×100%=75%．
答：（1）貨物對地面的壓強是1.2×10⁴Pa；
（2）貨物克服摩擦力所做的功是1200J；
（3）滑輪組的機械效率為75%．

點評 本題考查了壓強、功、滑輪組機械效率的計算，明確有用功和總功是解題的關鍵．