如圖所示為小明設計的滑輪組裝置

⑴ 為了將放置在水平地面上、重G=90N的重物提升到高處，小明同學設計了如圖（甲）所示的滑輪組裝置．當小明

由圖可知在2～3s內，重物做勻速運動，v₃=2.50m/s，拉力F₃=40N，
從動滑輪上直接引出的繩子專股數（承擔物重的屬繩子股數）n=3，
拉力F的作用點下降的速度v₃′=3v₃=3×2.50m/s=7.5m/s，
拉力做功功率（總功率）：P_總=

W總

t

=

F2s3

t

=F₃v₃′=40N×7.5m/s=300W；
從丙圖可知，物體在2～3s內做勻速直線運動，由圖乙可知此時的拉力F₃=40N，
根據F=

1

n

（G_物+G_動）可得：
G_動=nF₃-G_物=3×40N-90N=30N，
在0～1s內，拉力F₁=30N，把動滑輪和重物看成整體，則這個整體受到向下的重力、向上的支持力以及三根繩向上的拉力作用處於靜止狀態，
F_支+3F₁=G_動+G_動，地面對物體的支持力：
F_支=G_動+G_物-3F₁=30N+90N-3×30N=30N，
根據力的作用是相互的，重物對地面的壓力：
F_壓=F_支=30N，
對地面的壓強：
p=

F壓

S

=

30N

3×10?2m2

=1000Pa；
故答案為：300；1000．

⑵ 為了將放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高處．小明設計了圖（甲）所示的滑輪組裝置．圖（乙）所示為

（1）由圖象可知滑輪組繩子的段數n=3，在2--3s內，物體上升的速度v₁=2.50m/s，所以拉力的速度v₂=nv₁=3×2.5m/s=7.5m/s，拉力F₁=40N，
拉力F的功率P=F₁v₂=40N×7.5m/s=300W；
（2）在1--2s內，拉力F₂=50N，重物上升高度h=1.25m，拉力通過的距離s=3h=3×1.25m=3.75m，
拉力F所做的功W=F₂s=50N×3.75m=187.5J；
（3）已知物重G=100N，設動滑輪重為G_動，所以G_動=3F₁-G=3×40N-100N=20N，
在0--1s內，拉力F₃=30N．將動滑輪和重物看著整體為研究對象，受到向下的重力G和G_動，向上的支持力F_支以及三根繩子向上的拉力3F₃的作用，處於靜止狀態，
於是有：F_支=G+G_動-3F₃=100N+20N-3×30N=30N，
由於力的作用是相互的，所以重物對地面的壓力F=F_支=30N，
重物對地面的壓強p=

F

S

=

30N

5×10?2m?2

=600Pa．
答：
（1）在2--3s內，拉力F的功率300W；
（2）在1--2s內，拉力F所做的功187.5J；
（3）在0--1s內，重物對地面的壓強600Pa．

⑶ 如圖所示是小明同學測滑輪組機械效率的實驗裝置圖．他用2秒鍾使重物勻速上升了0.4米，做了2.4J的有用功．

（1）由圖可知，彈簧測力計的分度值是0.5N，指針指在2N到3N之間，所以小明所用的拉力專F=2.5N；
（屬2）由（1）知F=2.5N；則W_總=Fs=2.5N×1.2m=3J；
拉力的功率P=

W總

t

=

3J

2s

=1.5W；
答：拉力的功率是1.5W；
（3）又W_有用=2.4J；
所以滑輪組機械效率用η=

W有用

W總

=

2.4J

3J

=80%；
答：該滑輪組的機械效率是80%；
（4）因不計繩重及摩擦．由做了2.4J的有用功使重物勻速上升了0.4m可求：
物體的重力：G_物=

W有

h

=

2.4J

0.4m

=6N；
答：物體的重力為6N．
由圖可知：動滑輪由3段繩子承擔，則滑輪組的繩子段數n=3．
則可求彈簧測力計勻速向上運動的距離：S=nh=3×0.4m=1.2m；
答：彈簧測力計勻速向上運動的距離是1.2m．