用如图所示滑轮组提升重为320N、边长为0.2m的正方体物块．已知物块匀速上升的速度是0.3m/s，拉力F的功率是160W，动滑轮重30N．不计绳重．求：（1）提升前，物块静止在水平地面上时对地面

Question

用如图所示滑轮组提升重为320N、边长为0.2m的正方体物块．已知物块匀速上升的速度是0.3m/s，拉力F的功率是160W，动滑轮重30N．不计绳重．求：

（1）提升前，物块静止在水平地面上时对地面的压强；
（2）滑轮组的机械效率η；
（3）提升物块上升3m过程中克服摩擦力做的功．

Answer 1

（1）提升前，物块静止在水平地面上时对地面的压力：
F=G=320N，
受力面积：
S=L²=（0.2m）²=0.04m²，
对地面的压强：
p=(F)/(S)=(320N)/(0.04m2)=8000Pa；
（2）滑轮组的机械效率：
η=(W有)/(W总)×100%=(P有t)/(P总t)×100%=(P有)/(P总)×100%=(Gv)/(P总)×100%=(320N×0.3m/s)/(160W)×100%=60%；
（3）提升物块上升3m过程中有用功：
W_有用=Gh=320N×3m=960J，
克服动滑轮重力做的功：
W_动=G_动h=30N×3m=90J，
由v=(s)/(t)可得，物体运动的时间：
t=(h)/(v)=(3m)/(0.3m/s)=10s，
拉力做的总功：
W_总=Pt=160W×10s=1600J，
克服摩擦力做的功：
W_摩擦=W_总-W_有用-W_动=1600J-960J-90J=550J．
答：（1）提升前，物块静止在水平地面上时对地面的压强为8000Pa；
（2）滑轮组的机械效率为60%；
（3）提升物块上升3m过程中克服摩擦力做的功为550J．