试题

题目:
青果学院如图所示装置,不计绳重及摩擦,一边长为20cm的正方体物块重600N,放在水平地面上,工人站在地上将重物拉至高处.人对绳的拉力F为400N,货物在1min内匀速上升了6m.
(1)请在图中画出滑轮组的绕线;
(2)提升前货物静止在地面上,求货物对地面的压强;
(3)求拉力的功率;
(4)求滑轮组的机械效率.
答案
解:(1)要求施力方向向下,从绳子末端开始,依次绕过定滑轮、动滑轮,这样反复完成,绕法如图所示:
正方体的底面积为S=a2=(0.2m)2=0.04m2

物体对地面的压强为p=
F
S
=
600N
0.04m2
=1500Pa;

(3)绳子拉下的长度为s=2h=2×6m=12m,

拉力做的功为W=Fs=400N×12m=4800J,

拉力的功率为P=
W
t
=
4800J
60s
=80W;

(4)有用功为W有用=Gh=600N×6m=3600J,

滑轮组的机械效率为η=
W有用
W
×100%=
3600J
4800J
×100%=75%.
答:
(1)绕绳方法如下:

青果学院

(2)提升前货物静止在地面上,对地面的压强是1500Pa;
(3)拉力的功率是80W;
(4)滑轮组的机械效率为75%.
解:(1)要求施力方向向下,从绳子末端开始,依次绕过定滑轮、动滑轮,这样反复完成,绕法如图所示:
正方体的底面积为S=a2=(0.2m)2=0.04m2

物体对地面的压强为p=
F
S
=
600N
0.04m2
=1500Pa;

(3)绳子拉下的长度为s=2h=2×6m=12m,

拉力做的功为W=Fs=400N×12m=4800J,

拉力的功率为P=
W
t
=
4800J
60s
=80W;

(4)有用功为W有用=Gh=600N×6m=3600J,

滑轮组的机械效率为η=
W有用
W
×100%=
3600J
4800J
×100%=75%.
答:
(1)绕绳方法如下:

青果学院

(2)提升前货物静止在地面上,对地面的压强是1500Pa;
(3)拉力的功率是80W;
(4)滑轮组的机械效率为75%.
考点梳理
滑轮组的设计与组装;压强的大小及其计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.
(1)滑轮组绳子的绕法:要求施力方向向下,也就是说最后绳子必须从定滑轮绕出来,因此可以根据最后绳子的位置确定绳子的绕法;
(2)已知物体边长,可以得到底面积,物体对水平地面的压力等于物体的重力;已知压力和接触面积,根据p=
F
S
即可求出货物对地面的压强;
(3)已知拉力F的大小、承担货物绳子的段数以及货物上升的距离,因此可以利用W=Fs求出拉力做的功,然后再根据P=
W
t
求出拉力的功率;
(4)先利用W=Gh计算出有有功;再利用效率公式求滑轮组的机械效率.
本题综合考查了滑轮组的绕法、压强、有用功、机械效率的计算,涉及到滑轮组承担物重绳子股数n的确定及利用,知识点多,属于中档题.
压强、液体的压强;功、功率、机械效率.
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