（2013?广阳区一模）如图所示，一只边长为40cm的正方体箱子，放在水平地面上，其质量为60kg．工人师傅用

Question

（2013?广阳区一模）如图所示，一只边长为40cm的正方体箱子，放在水平地面上，其质量为60kg．工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，10s内把箱子匀速提升5m，动滑轮的质量为8kg，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg．（1）如图甲所示，当箱子静止放于水平地面时，它对地面的压强是多少？（2）在乙图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．（3）在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力做功功率为多大？（4）在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少？

Answer 1

（1）因为箱子静止在水平地面，则压力F=G=mg=60kg×10N/kg=600N；受力面积s=（40cm）²=1600cm²=0.16m²，
所以（2）对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线的方法有两股和三股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力方向向下，根据题意工人站在地面上可知拉力方向向下，是有两股绕线的这种方法．滑轮组绕线如图所示：
（3）由图可知：在不计绳重及摩擦的情况下，动滑轮和重物由两股绳子承担，拉力就是滑轮组提升物体和动滑轮总重的二分之一．则：
人对绳子的拉力F=

1

2

（G_箱+G_动）=

1

2

（600N+8kg×10N/kg）=340N；
∵s=nh=2×5m=10m．
W_总=Fs=340N×10m=3400J，
则P=

W总

t

=

3400J

10s

=340W．
（4）在不计绳重及摩擦的情况下，提升过程的有用功W_有=Gh．
总功W_总=Fs=F?nh．
机械效率η=

W有用

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%=

600N×5m

340N×2×5m

×100%≈88.2%．
答：（1）它对地面的压强是3750Pa．
（2）如上图．
（3）在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力做功功率为340W．
（4）滑轮组的机械效率为88.2%．