(2014•遵义)一体重为600N,双脚与地面接触面积为0.05m2的工人,用如图所示的滑轮组将重为800N的物体匀速提

(2014•遵义)一体重为600N,双脚与地面接触面积为0.05m2的工人,用如图所示的滑轮组将重为800N的物体匀速提高了0.5m,此时该滑轮组的机械效率为80%,求:(不计绳重及摩擦)
(1)在匀速提升物体的过程中,工人对绳子的拉力为多大;
(2)在匀速提升物体的过程中,工人对地面的压强为多大;
(3)使用该滑轮组,这个工人最多能提起多重的物体.
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梦想狂舞 幼苗

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解题思路:从滑轮组的结构图上看出,直接从动滑轮上引出的绳子股数n,s=nh;
(1)知道物重G和升高的高度h,利用W=Gh求出有用功;根据机械效率的公式求滑轮组所做的总功;知道拉力端移动的距离,利用W=Fs求出拉力大小;
(2)求出地面受到的压力(G-F)和受力面积(双脚站立),再利用压强公式求工人对地面的压强;
(3)根据公式F=[1/n](G+G),求出动滑轮重和物体的重力.

由图可知,n=2,
s=2h=2×0.5m=1m;
(1)当提升G=800N的重物时,
W=Gh=800N×0.5m=400J;
已知η=80%,根据η=
W有用
W总,拉力做功:W=
W有用
η=[400J/80%]=500J;
根据公式W=Fs,拉力为:F=
W总
s=[500J/1m]=500N;
(2)地面受到的压力:F=G-F=600N-500N=100N,
S=0.05m2
工人对地面的压强:p=
F压
S=[100N
0.05m2=2×103Pa;
(3)根据公式F=
1/n](G+G动),
动滑轮重力G=nF-G=2×500N-800N=200N;
人的最大拉力F=G=600N,
提升物体的最大重力G=nF-G=2×600N-200N=1000N.
答:
(1)在匀速提升物体的过程中,工人对绳子的拉力为500N;
(2)在匀速提升物体的过程中,工人对地面的压强为2×103Pa;
(3)使用该滑轮组,这个工人最多能提起重1000N的物体.

点评:
本题考点: 滑轮(组)的机械效率;压强的大小及其计算.

考点点评: 本题考查了学生对有用功、总功、机械效率、压强的了解与掌握,解题关键:一是区分有用功、额外功和总功(从我们做功的目的出发,对我们有用的为有用功,对我们无用但又不得不做的功为额外功,拉力对机械做的功为总功),二是求工人对地面的压力.

1年前

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