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19.小華利用如圖所示的滑輪組提升底面積為0.05m2的物體,小華以600N的拉力向下拉繞在滑輪組上的繩子的一端,10秒鐘重物上升0.5m,已知該滑輪組的機械效率為80%,忽略摩擦和繩重.(g取10N/kg ).
(1)人的拉力做功的功率是多少?
(2)當小華用200N的力向下拉繩端時物體對地面的壓強為多少帕?
(3)如果吊起1640N的重物,滑輪組的機械效率是多少?

分析 (1)由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù),根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離,利用W=Fs求出總功,根據(jù)P=Wt求出人的拉力做功的功率;
(2)根據(jù)η=WW×100%求出有用功,根據(jù)W=Gh求出物體的重力,忽略摩擦和繩重,根據(jù)F=1n(G+G)求出動滑輪的重力;當小華用200N的力向下拉繩端時,根據(jù)F=1n(F+G)求出滑輪組對物體的拉力,物體的重力減去滑輪組對物體的拉力即為物體對地面的壓力,利用p=FS求出對地面的壓強;
(3)根據(jù)η=WW×100%=GhG+Gh×100%=GG+G×100%求出吊起1640N的重物時滑輪組的機械效率.

解答 解:(1)由圖可知,n=3,則繩端移動的距離:
s=nh=3×0.5m=1.5m,
拉力做的功:
W=Fs=600N×1.5m=900J,
人的拉力做功的功率:
P=Wt=900J10s=90W;
(2)由η=WW×100%可得,有用功:
W=Wη=900J×80%=720N,
由W=Gh可得,物體的重力:
G=Wh=720N0.5m=1440N,
忽略摩擦和繩重,由F=1n(G+G)可得,動滑輪的重力:
G=nF-G=3×600N-1440N=360N,
當小華用200N的力向下拉繩端時,
由F=1n(F+G)可得,滑輪組對物體的拉力:
F=nF′-G=3×200N-360N=240N,
物體對地面的壓力:
F=G-F=1440N-240N=1200N,
對地面的壓強:
p=FS=1200N0.05m2=2.4×104Pa;
(3)吊起1640N的重物時滑輪組的機械效率:
η=GG+G×100%=1640N1640N+360N×100%=82%.
答:(1)人的拉力做功的功率是90W;
(2)當小華用200N的力向下拉繩端時物體對地面的壓強為2.4×104Pa;
(3)如果吊起1640N的重物,滑輪組的機械效率是82%.

點評 本題考查了功率、壓強、機械效率的計算,明確有用功和總功是解題的關(guān)鍵,難點是小華用200N的力向下拉繩端時物體受到拉力的計算.

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