题文

小明同学用如图所示的滑轮组装置，在30s内将放置在水平地面上质量为40kg，底面积S=500cm2的正方体重物匀速提升到3m高处，所用的手拉力为300N．求： （1）该重物放置在水平地面上时对地面的压强p． （2）小明将重物提升过程中所做总功的功率 （3）该滑轮组的机械效率．

题型：问答题  难度：中档

答案

已知：m=40kg，t=30s，s=500cm2=0.05m2，h=3m，F=300N，g=9.8N/kg 求：（1）该重物放置在水平地面上时对地面的压强p， （2）小明将重物提升过程中所做总功的功率P， （3）该滑轮组的机械效率η． （1）该重物放置在水平地面上时，对地面的压强： p= F S = G S = mg S = 40kg×9.8N/kg 0.05m2 =7840Pa； （2）由图可知，绳子的有效股数n=2， 绳端移动的距离s=nh=2×3m=6m， 总功： W总=Fs=300N×6m=1800J， 总功的功率： P= W总 t = 1800J 30s =60W； （3）有用功： W有=Gh=mgh=40kg×9.8N/kg×3m=1176J， 滑轮组的机械效率： η= W有 W总 ×100%= 1176J 1800J ×100%≈65.3%． 答：（1）该重物放置在水平地面上时对地面的压强为7840Pa； （2）小明将重物提升过程中所做总功的功率为60W； （3）该滑轮组的机械效率约为65.3%．

据专家权威分析，试题“小明同学用如图所示的滑轮组装置，在30s内将放置在水平地面上质量..”主要考查你对  压强的大小及其计算，功率的计算，滑轮（组）的机械效率  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

压强的大小及其计算功率的计算滑轮（组）的机械效率

考点名称：压强的大小及其计算

• 计算公式：
  P=F/S，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米²，压力F单位是：牛；受力面积S单位是：米²。

• 对压强公式的理解：
  1．此公式适用于任何情况，即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。
  
  2．此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m²。在计算物体的压强时，只有当F的单位为N，S 的单位为m²时，压强的单位才能是Pa，因此在计算中必须统一单位。
  
  3．一张报纸平放时对桌子的压强约0．5Pa。成人站立时对地面的压强约为1．5×10⁴Pa，它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为1．5× 10⁴N。
  
  4．公式中的，是压力而不是重力。即使在某些情况下，压力在数值上等于物体所受的重力，也不应把公式直接写成，而应先注明F=G得：。
  
  5．公式中的受力面积S，是指受力物体发生形变的那部分面积，也就是两物体的实际接触面积，而不一定是受力物体的表面积。如图所示，一个圆台形物体置于水平地面上，分别采用A、B两种方式放置，对地面的压力不变，但图A中受力面积是S2，图B中受力面积为S1，而它们都与水平地面的面积大小无关。
  
  6.  由公式推导出F=pS和可用于计算压力和受力面积的大小。
  
  巧用求柱体压强：
    将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上，桌面受到的压强，所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强，只与固体的密度和高度有关，而与固体的重力、体积和底面积因素无关，应用公式就给解这类题带来很大方便。