Question

【题目】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．

Answer 1

【答案】
（1）解：由图可知，n=2，

s=2h=2×0.5m=1m；

当提升G=800N的重物时，

W有=Gh=800N×0.5m=400J；

已知η=80%，根据η= ，拉力做功：W总= = =500J；

根据公式W=Fs，拉力为：F= = =500N

（2）解：地面受到的压力：F压=G人﹣F=600N﹣500N=100N，

S=0.05m2，

工人对地面的压强：p= = =2×103Pa

（3）解：根据公式F= （G+G动），

动滑轮重力G动=nF﹣G=2×500N﹣800N=200N；

人的最大拉力F大=G人=600N，

提升物体的最大重力G大=nF大﹣G动=2×600N﹣200N=1000N

【解析】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= （G+G动），求出动滑轮重和物体的重力．