问题补充:
为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处.小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置.当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,物体上升速度v随时间变化关系图象为图丙,物体上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图丁所示.若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2,不计摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向.
求:
(1)没有拉力作用在物体上时,物体对地面的压强是多少?
(2)匀速提升物体时,滑轮组的机械效率多大?
(3)在1~2s内,拉力F做的功是多少?
答案:
解:(1)物体的重力G=100N,与地面的接触面积S=5×10-2m2,
∴没有拉力作用在物体上时,物体对地面的压强:
P===2×103Pa
答:没有拉力作用在物体上时,物体对地面的压强是2×103Pa.
(2)由丙图知,匀速提升重物是在2~3s内,由甲图可知拉力F=40N;
∴η==×100%=×100%=83.3%
答:匀速提升物体时,滑轮组的机械效率是83.3%.
(3)由甲图知,在1~2s内对应的拉力F=50N,由丁图知这段时间物体升高的高度h=1.25m
∴拉力F做的功W=Fnh=50N×3×1.25m=187.5J
答:在1~2s内,拉力F做的功是在187.5J.
解析分析:(1)知道物体的重力和与地面的接触面积,利用公式P=计算压强;
(2)根据丙图发现在2~3s内是匀速提升物体的,找出甲图上对应的拉力,根据η==×100%就可以计算出滑轮组的机械效率;
(3)从甲图中找出1~2s内对应的拉力F,从丁图找出对应的物体上升的高度h,根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功.
点评:本题是一道力学综合题,涉及到压强、机械效率和功的计算,能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键.
为了将放置在水平地面上 重G=100N的重物提升到高处.小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置.当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时 物体上升速度v随时间变化