Question

5．一底面積為400cm²的物體放在水平地面上，對地面的壓強是2.5×10³Pa．如圖甲所示，用一滑輪組豎直向上施加一個拉力F將該物體勻速提起，在5s時間內(nèi)繩子自由端移動的距離為s=3m．圖乙是滑輪組工作時的拉力F與繩自由端移動距離s的關(guān)系圖．
（1）求物體受到的重力．
（2）圖乙中陰影部分的面積表示的是哪個物理量？請你計算出該物理量．
（3）計算滑輪組提升該重物時的機械效率．

Answer 1

分析 （1）已知物體的底面積和對地面的壓強，利用p=$\frac{F}{S}$可求得其對地面的壓力，此時物體對地面的壓力等于其重力；
（2）根據(jù)橫縱坐標(biāo)表示的單位和數(shù)值以及其數(shù)值變化關(guān)系確定該物理量，并計算其大��；
（3）根據(jù)機械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$計算滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）由p=$\frac{F}{S}$可得，物體對地面的壓力：
F=pS=2.5×10³Pa×4×10^-2m²=100N，
物體受到的重力G=F=100N，
（2）縱坐標(biāo)表示力的大小為50N，大小不變，橫坐標(biāo)表示距離，大小為3m，
所以陰影部分表示力所做的功W=Fs=50N×3m=150J；
（3）滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{100N×h}{50N×3h}$×100%≈66.7%．
答：（1）物體受到的重力為100N；
（2）圖乙中陰影部分的面積表示的是功；功的大小為150J．
（3）滑輪組提升該重物時的機械效率為66.7%．

點評 本題考查了動滑輪的特點、功、機械效率公式的靈活運用，能夠正確識圖和辨別滑輪組承擔(dān)總重的繩子的段數(shù)是解題的關(guān)鍵．