用如图所示的滑轮组将边长为0.1m的正方体实心铝块匀速提升2m,动滑轮重3N,不计绳重和摩擦,(取g=10N/kg,铝的密度为2.7×103kg/m3)求:
(1)铝块的质量是多少?
(2)铝块放在水平面上时对地面的压强是多大?
(3)多大的拉力刚好可以将铝块提起?
(4)有用功、总功各是多少?
(5)滑轮组的机械效率是多少?
网友回答
解:(1)铝块的体积:
V=L3=(0.1m)3=10-3m3,
由ρ=可得,铝块的质量:
m=ρV=2.7×103kg/m3×10-3m3=2.7kg;
(2)铝块放在水平面上时,对地面的压力:
F=G=mg=2.7kg×10N/kg=27N,
对地面的压强:
p===2700Pa;
(3)由图可知,n=3,
当铝块刚好提起时,受到的拉力和自身的重力相等,
此时的拉力:
F=(G物+G动)=×(27N+3N)=10N;
(4)有用功:
W有=Gh=27N×2m=54J,
总功:
W总=Fs=Fnh=10N×3×2m=60J;
(5)滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=90%.
答:(1)铝块的质量是2.7kg;
(2)铝块放在水平面上时对地面的压强是2700Pa;
(3)10N的拉力刚好可以将铝块提起;
(4)有用功为54J,总功为60J;
(5)滑轮组的机械效率是90%.
解析分析:(1)知道铝块的边长可求体积,利用密度公式求出铝块的质量;
(2)铝块静止时对地面的压力和自身的重力相等,再根据边长求出受力面积,利用压强公式求出铝块放在水平面上时对地面的压强;
(3)由图可知,滑轮组绳子的有效股数为3,当铝块刚好提起时,受到的拉力和自身的重力相等,根据F=(G物+G动)求出拉力的大小;
(4)根据W=Gh求出有用功,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,根据W=Fs求出总功;
(5)知道有用功和总功,根据η=×100%求出滑轮组的机械效率.
点评:本题考查了密度公式、压强公式、做过公式、效率公式、重力公式的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等以及有用功、总功的区分.