(2012•东城区二模)如图所示是提升路面砖的装置.质量为70kg的工人与地面的接触面积为500cm2,吊箱重200N,

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  • 解题思路:(1)求出10块砖的重力,工人的拉力F=[1/2](G+G),根据W=Gh求出有用功,根据η=

    W

    有用

    W

    求出总功,根据W=W有用+W求出额外功;

    (2)根据P=[W/t]求出拉力的功率;

    (3)工人的质量为70千克,根据G=mg求出工人的重力,根据s=2h求出拉力移动距离,根据W=Fs求出拉力大小,工人对地面的压力等于重力减去绳子对人的拉力,根据p=[F/S]求出工人对地面的压强;

    (4)工人的拉力等于其重力时,装置的机械效率最大,根据η=

    W

    有用

    W

    =[Gh/Fs]求出机械效率.

    (1)砖的重力G=10×100N=1000N,

    有用功W有用=Gh=1000N×2m=2000J,

    ∵η=

    W有用

    W总

    ∴拉力做的总功W=

    W有用

    η=[2000J/80%]=2500J,

    ∵W=W有用+W

    ∴工人做的额外功W=W-W有用=2500J-2000J=500J,故A错误;

    (2)拉力的功率P=

    W总

    t=[2500J/4s]=625W,故B错误;

    (3)工人的重力G=mg=70kg×10N/kg=700N,

    拉力移动距离s=2h=2×2m=4m,

    ∵W=Fs

    ∴工人的拉力F=

    W总

    s=[2500J/4m]=625N,

    工人对地面的压力:

    F=G-F=700N-625N=75N,

    工人对地面的压强p=

    F压

    S=[75N

    0.05m2=1500Pa,故C正确;

    (4)∵F=

    1/2](G+G+G动)

    ∴动滑轮重力G=2F-G-G=2×625N-200N-1000N=50N,

    ∵F=[1/2](G+G+G),工人的拉力等于其重力时,工人提起的重物最大,

    G=2F最大-G-G=2×G-G-G=2×700N-200N-50N=1150N,

    此装置的最高机械效率:

    η=

    W有用

    W总×100%=

    G物h

    F最大s×100%=

    G物h

    F最大2h×100%=[1150N/2×700N]×100%≈82.1%,故D错误.

    故选C.

    点评:

    本题考点: 有用功和额外功;压强的大小及其计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.

    考点点评: 此题主要考查了学生对有用功、总功、机械效率、滑轮组的省力情况、压力、压强、受力分析的理解和掌握,难度较大.