有一个质量为50kg的箱子,底面积为0.2m2,用如图所示的滑轮组把它提高20m用了20s,若动滑轮重为100N(忽略绳重和摩擦)(g=10N/kg).求:
(1)箱子放在水平地面上时,对地面的压强;
(2)该滑轮组的机械效率;
(3)拉力F的功率.
网友回答
已知:m=50kg,h=20m,S=0.2m2,t=20s,G动=100N,g=10N/kg
求:(1)箱子放在水平地面上时,对地面的压强p;
(2)该滑轮组的机械效率;η
(3)拉力F的功率P.
解:(1)箱子放在水平地面上时,对地面的压力:
F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,
对地面的压强:
p===2500Pa;
(2)由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,
拉力:
F=(G物+G动)=×(500N+100N)=200N,
绳子自由端移动的距离:
s=nh=3×20m=60m,
有用功:
W有=Gh=500N×20m=1×104J,
总功
W总=Fs=200N×60m=1.2×104J,
该滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%≈83.3%;
(3)拉力F的功率:
P===600W.
答:(1)箱子对地面的压强为2500Pa;
(2)滑轮组的机械效率约为83.3%;
(3)拉力F的功率为600W.
解析分析:(1)箱子放在水平地面上时,对地面的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小,然后利用压强公式求出对地面的压强;
(2)由图可知,滑轮组绳子的有效股数,根据F=(G物+G动)求出拉力F的大小,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,利用W=Gh求出有用功,利用W=Fs求出总功,利用效率公式求出该滑轮组的机械效率;
(3)根据P=求出拉力F的功率.
点评:本题考查了压强、机械效率、功率的计算,关键是公式及其变形式的灵活应用,是一道难度不大的计算题.