Question

20．如圖所示，工人通過滑輪組使重600N的箱子以0.4m/s的速度從地面升到12m高的五樓上，求：
（1）若箱子平放時(shí)與樓板的接觸面積為0.15m²，箱子對(duì)樓板的壓強(qiáng)為多少？
（2）工人吊起箱子過程中做的有用功是多少？
（3）若工人拉繩子所用的力是360N，則工人做功的功率為多少？

Answer 1

分析 （1）已知箱子的重力，可以得到箱子對(duì)樓板的壓力；已知壓力與接觸面積，利用公式p=$\frac{F}{S}$計(jì)算箱子對(duì)樓板的壓強(qiáng)；
（2）使用滑輪組的目的是提升重物，已知物重和上升的高度，利用W_有用=Gh得出有用功；
（3）已知箱子上升的速度，根據(jù)v_繩=nv_物可以得到繩端移動(dòng)的速度；根據(jù)P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_繩計(jì)算拉力做功的功率．

解答 解：（1）箱子對(duì)樓板的壓力：F=G=600N，
箱子對(duì)樓板的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{0.15{m}^{2}}$=4×10³Pa；
（2）對(duì)箱子做的有用功：W_有用=Gh=600N×12m=7.2×10³J；
（3）由圖知，滑輪組由2段繩子承擔(dān)物重，
所以，繩端移動(dòng)的速度：v_繩=2v_物=2×0.4m/s=0.8m/s，
工人做功的功率：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv_繩=360N×0.8m/s=288W．
答：（1）若箱子平放時(shí)與樓板的接觸面積為0.15m²，箱子對(duì)樓板的壓強(qiáng)為4×10³Pa；
（2）工人吊起箱子過程中做的有用功是7.2×10³J；
（3）若工人拉繩子所用的力是360N，則工人做功的功率為288W．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了壓強(qiáng)、有用功、功率的計(jì)算，比較基礎(chǔ)，根據(jù)功率的推導(dǎo)公式P=Fv_繩計(jì)算功率比較簡(jiǎn)便．