“龙门吊”是港口、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

Question

“龙门吊”是港口、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2×10⁴N的重物时，它的机械效率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

（1）重物对地面的压力：
F=G=3×10⁴N，
重物对地面的压强：
p=(F)/(s)=(3×104N)/(1.2m2)=2.5×10⁴Pa；
（2）提起重物做的有用功：
W_有用=GH=3×10⁴N×3m=9×10⁴J，
由图可知，s=4h=4×3m=12m，
提起物体所做的总功：
W_总=Fs=1×10⁴N×12m=1.2×10⁵J，
滑轮组的机械效率：
η=(W有)/(W总)×100%=(9×104J)/(1.2×105J)×100%=75%．
（3）若再用此装置提升2×10⁴N的重物时，提升的物重变小，有用功变小，而额外功近似不变，由公式η=(W有)/(W有+W额)知：机械效率变小．
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）若再用此装置提升2×10⁴N的重物时，它的机械效率将变小．