解题思路:(1)立方体的体积可以利用边长的立方去求解.
(2)确定此时物体对地面的拉力等于物体的重力,利用边长求出物体的底面积,根据固体压强的计算公式即可求得物体对水平地面的压强.
(3)人拉着物体上升,人的拉力做的功为总功.此过程中克服物体重力所做的功为有用功.利用机械效率的计算公式:η=
W
有用
W
总
,求出有用功和总功即可求出此时的机械效率.
(1)的边长为l=20cm,根据立方体的体积计算方法可知:V=L3=(20cm)3=8000cm3
(2)物体的底面积S=L2=(20cm)2=400cm2.
由于此时绳子对物体的拉力为零,所以物体对地面的压力等于物体的重力,即F=G=200N,根据压强计算公式:P=[F/S]=[200N
4×10−4m2=5×103Pa
(3)在此过程中,人对绳子做的功为总功;克服物体重力而做的功为有用功.
根据题目中告诉的数据:人对绳子的拉力为250N,使用定滑轮并不省距离故绳子自由端通过的距离为3m,由此可求总功为:W总=Fs=250N×3m=750J
物体的重力G=200N,物体上升的高度h=3m,所以有用功为:W有=Gh=200N×3m=600J.
故:η=
W有用
W总=
600J/750J]=80%.
答:(1)该物体的体积是8000cm2.
(2)当绳子中的拉力为零时,物体对水平地面的压强是5×103Pa.
(3)此过程中人所做的功为750J;定滑轮的机械效率为80%.
点评:
本题考点: 压强的大小及其计算;功的计算;滑轮(组)的机械效率.
考点点评: 在求解简单机械的机械效率时,明确哪些功是有用功,哪些功是总功是解决此题的关键.