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

问题问答题

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0.12m²，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？

答案

（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=

=0.8m/s；

（3）汽车受到的重力 G=mg=1200kg×10N/kg=1.2×10⁴N；

（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

1.2×104N

0.12m2

=1.0×10⁵Pa；

（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

6000J

=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1.2×10⁴N；

（4）汽车对泥地的压强是1×10⁵Pa；

（5）拉力F做的功的功率是1200W；

（6）所做的有用功是4800J．