學校建筑工地上擺放著很多混凝土預制件.其中一塊長2m,寬20cm,厚10cm,質量為88kg的預制件平放在水平地面上,如圖甲所示.(g取10N/kg) 求:
(1)預制件對地面的壓強是多大?
(2)如果建筑工人在lmin里,把預制件搬到3m高的樓上,至少要做多少功?功率是多大?
(3)如果工人站在地面上用滑輪組(如圖乙所示)把預制件吊起,所用拉力是275N,滑輪組的機械效率是多大?
解:(1)預制件的重力:G=mg=88kg×10N/kg=880N;
預制件平放時:S=2m×0.2m=0.4m2;
預制件對地面的壓強:.
(2)工人至少做功:W=Gh=880N×3m=2640J;
工人做功的功率:P=.
(3)由圖可知:動滑輪由4股承擔,則s=4h=4×3m=12m;
∴W總=Fs=275N×12m=3300J.
滑輪組的機械效率:
.
答:(1)預制件對地面的壓強是2200Pa;
(2)如果建筑工人把預制件搬到3m高的樓上,至少要做2640J,功率是44W;
(3)滑輪組的機械效率為80%.
(1)根據預制件的質量可求出其重力,因為是平放在水平地面上,所以此時它對地面的壓力等于其本身的重力;受力面積是長與寬的乘積;根據壓強公式P=,代入數值,即可求出預制件對地面的壓強.
(2)如果建筑工人把預制件搬到樓上,就是對預制件做功,直接利用W=Gh和P=W/t計算.
(3)如果工人站在地面上用滑輪組把預制件吊起,先分析動滑輪由幾股承擔,則繩子自由端移動的距離是預制件升高高度的幾倍,再利用W總=Fs求出總功,然后求滑輪組的機械效率.
點評:本題考查了壓強、有用功、總功、功率、機械效率的計算,從滑輪組的結構圖找出s與h的關系是本題的關鍵.
聯系生活——學習物理妙招:液化:“白氣”不是水蒸氣,水氣液化小霧滴,霧露石油液化氣,蒸氣湯手更厲害。