Question

一辆质量为1200kg的汽车不慎陷入泥坑，用图中所示的滑轮组将汽车拖出．已知整个过程中滑轮组最省力时，人

一辆质量为1200kg的汽车不慎陷入泥坑，用图中所示的滑轮组将汽车拖出．已知整个过程中滑轮组最省力时，人所用的水平拉力F是500N，汽车5s沿水平方向匀速移动4m，滑轮组机械效率是80%．（g取10N/kg）（1）请你画出使用滑轮组最省力时的绕绳．（2）汽车在5s内的运动速度是多少？（3）汽车受到的重力多大？（4）如汽车轮胎与泥地总共的接触面积是0.12m 2 ，则汽车对泥地的压强是多少？（5）拉力F做的功的功率是多少？（6）有用功是多少？

Answer 1

（1）滑轮组最省力的绳子绕法如图所示，用三段绳子承担阻力； （2）汽车在5s内的运动速度是v= s t = 4m 5s =0.8m/s； （3）汽车受到的重力 G=mg=1200kg×10N/kg=1.2×10 4 N； （4）对地面的压力等于汽车的重力，即F 压 =G 汽车对泥地的压强是p= F 压 S = 1.2× 10 4 N 0.12 m 2 =1.0×10 5 Pa； （5）拉力F端移动的距离为s=3×4m=12m 拉力F做的总功为  W 总 =Fs=500N×12m=6000J 拉力F做的功的功率是P= W 总 t = 6000J 5s =1200W； （6）有用功是 W 有 =W 总 η=6000J×80%=4800J． 答：（1）如上图所示； （2）汽车在5s内的运动速度是0.8m/s； （3）汽车受到的重力是1.2×10 4 N； （4）汽车对泥地的压强是1×10 5 Pa； （5）拉力F做的功的功率是1200W； （6）所做的有用功是4800J．