践行者初中物理力学典题详解第218题——杠杆、滑轮组与压强大综合题

10.如图所示组合机械，配重M的质量为150kg，底面积为50cm²，将M用绳系在杠杆AOB的B端，杠杆的支点为O点（固定不动)，OA：OB=5：3。在杠杆的A端悬挂一滑轮组，定滑轮重150N，动滑轮重90N，当工人利用滑轮组提升重力为210N的物体N以0.4m/s的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡。杠杆与绳的重量、滑轮转轴的摩擦均不计，求:

（1）滑轮组的机械效率为多少？

（2）工人对滑轮组拉力的功率为多少？

（3）配重M对的水平地面的压强为多少？

解析:1对滑轮组进行分析可知:

①GN=210N，

②G动=90N，

③n=2，

④VN=0.4m/s

⑤不计绳的重量、滑轮转轴的摩擦，

所以η=GN/(GN+G动)×100%

=210N/300N×100%

=70%，

F=(GN+G动)/n

=(210N+90N)/2

=150N，

P=FnVN

=150N×2×0.4m/s

=120W；

2对定滑轮进行受力分析，

可知它共受到以下几个力:

①G定↓，且G定=150N，

②3F↓，且3F=450N，

③TN↑，

由平衡条件可知:

TN=G定+3F

=150N+450N

=600N，

又由相互作用力性质可知:

FA=TN=600N；

3对杠杆进行分析可知:

①FA=600N，

②OA:OB=5:3，

③不计杠杆的重量，

④杠杆在水平位置平衡，

所以由杠杆平衡条件可知:

FB=FA×OA/OB

=600N×5/3，

=1000N，

又由相互作用力性质可知:

TM=FB=1000N；

4对M进行受力分析，

可知它共受到以下几个力:

①GM↓，且mM=150kg，

所以GM=mMg=1500N，

②TM↑，且TM=1000N，

③F支↑，

由平衡条件可知:

F支=GM-TM

=1500N-1000N

=500N，

又由相互作用力性质可知:

F压=F支=500N，

因为SM=50cm²=50×10⁻⁴m²，

所以p=F压/SM

=500N/50×10⁻⁴m²

=10⁵Pa。

答案:⑴70%；⑵120W；⑶10⁵Pa。

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