试题

题目:
青果学院(2011·天水)如图所示,用滑轮组提升质量为120kg、底面积为50cm2的长方体物块.
(1)物块未提之前静止在地面上,则物块对地面的压强是多少?(g=1ON/kg)
(2)在拉力F的作用下,物块竖直匀速上升3m,已知滑轮组的机械效率为80%,则拉力F做了多少功?(不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦)
(3)若仍用此滑轮组提升重力为1500N的物体,则滑轮组的机械效率为多少?
答案
解:(1)受力分祈得F=G=mg=120kg×10N/kg=1200N;
物块对地面的压强是P=
F
S
=
1200N
50×10-4m2
=2.4×105Pa;
答:物块对地面的压强是2.4×105Pa;
(2)∵η=
G
nF

∴绳子的拉力F=
G
n·η
=
1200N
3×80%
=500N;
拉力做功W=F·S=F·nh=500N×3×3m=4.5×103J;
答:拉力做功4.5×103J;
(3)∵F=
1
n
(G+G)

∴动滑轮的重力G=nF-G=3×500N-1200N=300N;
滑轮组的机械效率为η'=
G′
G′+G
=
1500N
1500N+300N
≈83.3%;
答:滑轮组的机械效率为83.3%;
解:(1)受力分祈得F=G=mg=120kg×10N/kg=1200N;
物块对地面的压强是P=
F
S
=
1200N
50×10-4m2
=2.4×105Pa;
答:物块对地面的压强是2.4×105Pa;
(2)∵η=
G
nF

∴绳子的拉力F=
G
n·η
=
1200N
3×80%
=500N;
拉力做功W=F·S=F·nh=500N×3×3m=4.5×103J;
答:拉力做功4.5×103J;
(3)∵F=
1
n
(G+G)

∴动滑轮的重力G=nF-G=3×500N-1200N=300N;
滑轮组的机械效率为η'=
G′
G′+G
=
1500N
1500N+300N
≈83.3%;
答:滑轮组的机械效率为83.3%;
考点梳理
压强的大小及其计算;滑轮(组)的机械效率.
(1)物块未提之前对地面的压力等于自身的重力;根据公式P=
F
S
可求对地面的压强;
(2)已知物体的重力和动滑轮上绳子的段数,以及滑轮组的机械效率,根据公式η=
G
nF
可求拉力的大小,最后利用公式W=FS可求拉力做的功;
(3)已知动滑轮上绳子的段数,根据公式F=
1
n
(G+G)
可求动滑轮的重力;最后利用公式η'=
G′
G′+G
可求此时滑轮组的机械效率.
本题考查压强、做功、机械效率等的计算,关键是分析物体的受力情况和动滑轮上绳子的段数,要知道同一个滑轮组,提升的物体重力越大,机械效率越高.
计算题;压轴题.
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