(2012•新华区一模)一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如图所示.若汽车总质量是6t

(2012•新华区一模)一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如图所示.若汽车总质量是6t,汽车受到的阻力为车重的0.04倍,不计滑轮轴处的摩擦及绳重,每个滑轮重200N(g=10N/kg)
(1)若轮胎与地面间的总接触面积是0.12m2,则车对地面的压强是多大?
(2)若工人体重是700N,试通过计算说明工人能否利用这套滑轮组把车拉动?
(3)工人卸下2t的货物后,车以0.1m/s的速度被拉动了10m,求这个过程中工人做功的功率和此时滑轮组的机械效率.
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louhn 幼苗

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解题思路:(1)汽车对水平地面的压力等于其重力,应用压强公式可以求出汽车对地面的压强;(2)应用滑轮组公式求出拉动汽车需要的拉力,然后判断能否拉动汽车;(3)由功率公式求出拉力的功率,由效率公式求出滑轮组的效率.

(1)因为车在水平路面上,所以车对路面的压力:
F=G=mg=6×103kg×10N/kg=6.0×104N,
汽车对地面的压强:p=[F/S]=
6×104N
0.12m2=5×105Pa;
(2)车受到的阻力大小:
f=0.04G=0.04×60000N=2400N,
把车拉动时,因为不计绳重及摩擦,
绳端拉力:F=
f+G动
n=
2400N+200N
3=866.7N,
因为绳端拉力大于人的体重,所以不能拉动.
(3)卸下2t货物后,车受到的阻力大小:
f′=0.04G′=0.04×(6-2)×103kg×10N/kg=1600N
此时绳端拉力:F/=
f+G动
n=
1600N+200N
3=600N,
工人做功的功率大小:P=Fv=Fnv=600N×3×0.1m/s=180W,
工人做功大小W=Fs=600N×3×10m=18000J,
有用功大小W=f′s=1600N×10m=16000N,
滑轮组的机械效率η=
W有
W总=
16000J
18000J=88.9%;
答:(1)车对地面的压强是5×105Pa;
(2)若工人体重是700N,工人不能利用这套滑轮组把车拉动;
(3)这个过程中工人做功的功率为180W,此时滑轮组的机械效率为88.9%.

点评:
本题考点: 压强的大小及其计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.

考点点评: 本题考查了求压强、功率与效率问题,由图示滑轮组求出承绳子的股数,应用压强公式、滑轮组公式、功率公式、效率公式即可正确解题.

1年前

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