Question

如图所示，小强使用滑轮组匀速提升重为800N的物体时，他对地面产生的压强为3000Pa．已知小强的体重为620N，他每只脚与地面的接触面积为200cm²．若不计绳重和摩擦．求：
（1）小强对绳子的拉力；
（2）动滑轮所受重力；
（3）此时，滑轮组的机械效率；
（4）小强使用此滑轮组最多能提起多重的物体．

Answer

（1）据压强公式，计算出此时人对地面的压力，据人的重力进而可判断出人所受到的绳子的拉力，即知道了小强对绳子的拉力；
（2）在不计绳重和摩擦的情况下，该滑轮组的两端绳子吊着货物和动滑轮，据此可计算出动滑轮的重力．
（3）该题中，对货物做的功是有用功，绳子自由端所做的功是总功，即设物体上升高度为hm，所以绳子自由端上升的高度是2hm，故据此能计算出该滑轮组的机械效率；
（4）由于小强的体重是620N，故绳子上的最大拉力是620N，再据吊着动滑轮绳子的段数即可判断该题的答案．
【解析】
（1）据公式P=得：F=PS=3000Pa×2×200×10-4 m2=120N；所以此时人对地面的压力FN=F=120N；
所以F拉=G-FN=620N-120N=500N，所以小强对绳子的拉力是500N；
（2）因为不计绳重和摩擦，所以
F拉=（G物+G动）；
所以G动=2F拉-G物=2×500N-800N=200N；
（3）设物体上升高度为hm，所以绳子自由端上升的高度是2hm，所以有用功是：W有=Gh=800N×hm=800hJ；
该过程中所做的总功是：W总=FS=500N×2hm=1000hJ；
故机械效率是：η==×100%=80%；
（4）当F拉=G人=620N时，能提起最重的物体，即G物+G动=2F拉，即
G物=2F拉-G动=2×620N-200N=1040N；
答：（1）小强对绳子的拉力是500N；（2）动滑轮所受重力是200N；（3）此时，滑轮组的机械效率80%；（4）小强使用此滑轮组最多能提起物体的重力是1040N．