为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处．小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置．当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和时间t的关系如图所示，上升的高度h随时间t变化的关系如图丁所示．若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成竖直方向．求：（1）在0～1s内，重物对地面的压强p．（2）在1～2s内，拉力F做的功W．（3）在2～3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η．
第1个回答 2015-12-24
（1）设动滑轮重为G动
G动=3F3-G=20N
在0~1s内，拉力F1=30N。把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态。
支持力F支=G+G动-3F1=30 N
重物对地面的压力F压= F支=30 N
P=F压/S=30 N/（5×10-2m2）=600 Pa。
（2）在1~2s内，拉力F2=50 N，重物上升高度h2=1.25 m
W=3F2h2
代入数据解得W=187.5 J
（3）在2~3s内，重物做匀速运动，υ3=2.50 m/s，拉力F3=40 N，因为连接动滑轮的绳子有三根，所以拉力F的作用点下降的距离是重物上升高度h3的三倍。
P= F3υ3=100 W
η=（W有用/W总）×100%=[Gh3/（3F3h3）] ×100% =83.33%；
