如图所示，物体A是正方体金属块，边长是20cm，在拉力F的作用下物体A恰好做匀速直线运动．已知，每个滑轮重20N，金属块的密度ρ金=5×103kg/m3，物体A运动时受到地面的阻力是物体重的0.3倍

Question

如图所示，物体A是正方体金属块，边长是20cm，在拉力F的作用下物体A恰好做匀速直线运动．已知，每个滑轮重20N，金属块的密度ρ_金=5×10³kg/m³，物体A 运动时受到地面的阻力是物体重的0.3倍，在2s内被拖动5m，不计绳重及绳与滑轮、轮与轴之间的摩擦（g=10N/kg）．试求：

（1）物体A对地面的压强；
（2）拉力F做功的功率；
（3）该滑轮组的机械效率．（计算结果保留1位小数）

Answer 1

（1）金属块的体积为：V=（20cm）³=8000cm³=8×10^-3 m³
由ρ=(m)/(V)得金属块的质量为：m=ρV=5×10³kg/m³×8×10^-3m³=40kg；
金属块的重力为：G=mg=40kg×10N/kg=400N；
金属块对地面的压强为：p=(F)/(S)=(400N)/(0.04m2)=1×10⁴Pa；
（2）物体受到的摩擦力为：f=0.3G=0.3×400N=120N；
则拉力为：F=(1)/(n)（G_动+f）=(1)/(2)（20N+120N）=70N；
拉力的总功为：W=F₁s=70×10m=700J；
拉力的功率为：P=(W)/(t)=(720J)/(2s)=360W；
（3）有用功为：W_有=F₂s_A=120N×5m=600J；
机械效率为：η=(W有)/(W总)=(600J)/(700J)≈85.7%．
答：（1）物体A对地面的压强为1×10⁴Pa；（2）拉力F做功的功率为360W；（3）该滑轮组的机械效率为85.7%．