Question

如图所示是搬运工人用将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图，已知货物的质量为600Kg，与地面的接触面积为0.2m²所受轨道的摩擦力为其物重的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，（g=10N/Kg），求在此过程中：
（1）人做的有用功为多大？
（2）人的拉力为多大？
（3）人拉力的功率为多大？
（4）地面受到的压强为多大？

Answer

由图知，滑轮组n=2，
（1）知道人的移动速度和移动的时间，利用速度公式求人移动的距离（拉力移动的距离）s，根据s=2s′求货物移动的距离s′；知道货物的质量，利用重力公式求货物重，求出货物受到的摩擦力；再利用W=fs′求人做的有用功；
（2）求出了有用功，知道滑轮组的机械效率，利用效率公式求人做的总功，再根据W=Fs求拉力大小；
（3）知道做功时间，利用功率公式求人拉力的功率；
（4）物体对地面的压力等于物体重力，知道受力面积，利用压强公式求地面受到的压强．
【解析】
（1）人移动的距离：s=vt=0.5m/s×100s=50m，
∵使用该滑轮组，n=2，
∴货物移动的距离：s′=s=×50m=25m，
货物重：G=mg=600kg×10N/kg=6000N，
∵货物受到的摩擦力为其重力的0.1倍，
∴货物受到的摩擦力：f=0.1G=0.1×6000N=600N，
人做的有用功：
W有用=fs′=600N×25m=1.5×104J；
（2）∵η=
∴W总===2×104J，
又∵W总=Fs，
∴拉力大小：
F===400N；
（3）拉力做功功率：
P===200W；
（4）对地面的压力F=G=6000N，s=0.2m2，
对地面的压强：
p===3×104Pa．
答：（1）人做的有用功为1.5×104J；
（2）人的拉力为400N；
（3）人拉力的功率为200W；
（4）地面受到的压强为3×104Pa．