Question

一个自重600牛的人站在井口，他通过滑轮组在1分钟内将重为360牛的物体从10米深的井底匀速提到井口（如右图）．不计动滑轮和绳重、滑轮摩擦力，请回答下列问题：
①这个人在上述过程中做功的功率多大？
②这个人每只脚同井口地面的接触面积为200厘米³，在提升重物时，这个人对地面压强为多大？

Answer

由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=3，则s=3h．
①不计动滑轮和绳重、滑轮摩擦力，利用F=G求拉力大小，知道物体提升的高度，利用s=3h求拉力移动的距离，利用W=Fs求拉力做功，又知道做功时间，再利用功率公式求拉力做功功率；
②人对地面的压力等于人重加上绳子对人的拉力（等于人对绳子的拉力），求出地面的受力面积，利用压强公式求人对地面的压强．
【解析】
①由图知，n=3，
拉力端移动的距离：
s=3h=3×10m=30m，
∵不计动滑轮和绳重、滑轮摩擦力，
F=G=×360N=120N，
拉力做功：
W=Fs=120N×30m=3600J，
拉力做功功率：
P===60W；
②∵力的作用是相互的，
∴绳子对人的拉力：
F′=F=120N，
人对地面的压力：
F压=F′+G人=120N+600N=720N，
s=200×10-4m2×2=0.04m2，
此时人对地面的压强：
p===18000Pa．
答：①这个人在上述过程中做功的功率为60W；
②这个人对地面压强为18000Pa．