西安火车站，是中国西北地区吞吐量最大的综合性货运特等站，主要承担了西安地区的零担、整车、集装箱、危险品及专用线的货物运输业务．如图所示的“龙门吊”是货场中常见的起重设

Question

西安火车站，是中国西北地区吞吐量最大的综合性货运特等站，主要承担了西安地区的零担、整车、集装箱、危险品及专用线的货物运输业务．如图所示的“龙门吊”是货场中常见的起重设备，其滑轮组部分如图所示．现用此装置将地面上一个重为3×10⁴N、与地面的接触面积为1.2m²的重物匀速吊到3m的高处，滑轮组钢索自由端的拉力为1×10⁴N，请解答以下问题：

（1）重物被吊起前对地面的压强是多大？
（2）提升重物过程中滑轮组的机械效率是多少？
（3）若再用此装置提升4×10⁴N的重物时，它的机械效率将___．（选填“变大”、“变小”或“不变”）

Answer 1

（1）因水平面上物体的压力和自身的重力相等，
所以，重物被吊起前对地面的压强：
p=(F压)/(S)=(G)/(S)=(3×104N)/(1.2m2)=2.5×10⁴Pa；
（2）由图可知，n=4，则滑轮组的机械效率：
η=(W有用)/(W总)×100%=(Gh)/(Fs)×100%=(Gh)/(Fnh)×100%=(G)/(nF)×100%=(3×104N)/(4×1×104N)×100%=75%；
（3）若再用此装置提升4×10⁴N的重物时，提升的物重变大，有用功变大，而额外功近似不变，
由公式η=(W有用)/(W总)×100%=(W有用)/(W有用+W额)×100%可知，滑轮组的机械效率变大．
答：（1）重物被吊起前对地面的压强是2.5×10⁴Pa；
（2）提升重物过程中滑轮组的机械效率是75%；
（3）变大．