Question

“龙门吊”是港口、货场中常见的起重设备，其滑轮组部分如图所示．现用此装置将地面上一个重为3×104N，与地面的接触面积为

Answer 1

解题思路：（1）重物放在地面上，地面受到的压力等于重物重，又知道受力面积，根据压强公式求重物对地面的压强；

（2）由机械的结构看出，用了两个动滑轮，承担货物重的绳子股数n=4，s=4h；知道重物重和提升的高度，利用W_有=Gh求提起货物所做的有用功；利用s=4h求出钢索自由端移动的距离，又知道拉力大小，利用W_总=Fs求总功；再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率．

（3）提高滑轮组机械效率的方法，一是加润滑油，减少额外功，二是增大提升物体重，据此分析．

（1）重物对地面的压力：

F=G=3×10⁴N，

重物对地面的压强：

p=[F/s]=

3×104N

1.2m2=2.5×10⁴Pa；

（2）提起重物做的有用功：

W_有用=GH=3×10⁴N×3m=9×10⁴J，

由图可知，s=4h=4×3m=12m，

提起物体所做的总功：

W_总=Fs=1×10⁴N×12m=1.2×10⁵J，

滑轮组的机械效率：

η=

W有

W总×100%=

9×104J

1.2×105J×100%=75%．

（3）若再用此装置提升2×10⁴N的重物时，提升的物重变小，有用功变小，而额外功近似不变，由公式η=

W有

W有+W额知：机械效率变小．

答：（1）重物被吊起前对地面的压强是2.5×10⁴Pa；

（2）提升重物过程中滑轮组的机械效率是75%；

（3）若再用此装置提升2×10⁴N的重物时，它的机械效率将变小．

点评：

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

考点点评： 本题考查了学生对液体压强公式、有用功和总功、机械效率公式的了解与掌握，涉及到改变滑轮组机械效率的方法，知识点多、综合性强，属于难题．