18. 水平地面上有一个重力为4 000 N的大箱子，箱子的底面积为4 m²。现用起重机把箱子吊到3 m高的位置，所用时间为10 s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图所示。钢丝绳上的拉力为2 500 N。试求：
(1)起重机起吊前，箱子对地面的压强是多少？
(2)起重机起吊该箱子的机械效率是多少？
(3)钢丝绳上拉力的功率是多少？

18.(1)1 000 Pa
(2)80%
(3)1 500 W
解析 (1)$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{4\ 000\ \mathrm{N}}{4\ \mathrm{m}^2}=1\ 000\ \mathrm{Pa}$。
(2)$W_{有用}=Gh=4\ 000\ \mathrm{N}×3\ \mathrm{m}=12\ 000\ \mathrm{J}$
$W_{总}=Fs=2\ 500\ \mathrm{N}×2×3\ \mathrm{m}=15\ 000\ \mathrm{J}$
$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{12\ 000\ \mathrm{J}}{15\ 000\ \mathrm{J}}=80\%$。
(3)$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{15\ 000\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=1\ 500\ \mathrm{W}$。

【分析】
本题分为三个小问题，解题思路如下：
1. 求箱子对地面的压强：水平地面上，箱子对地面的压力等于自身重力，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入压力（等于重力）和底面积即可计算。
2. 求起重机的机械效率：有用功是提升箱子所做的功，即$W_{有用}=Gh$；由于钢丝绳绕在动滑轮上，拉力移动的距离$s=2h$，总功是拉力做的功$W_{总}=Fs$；机械效率为有用功与总功的比值。
3. 求钢丝绳拉力的功率：功率公式为$P=\frac{W}{t}$，代入总功和所用时间即可计算。
【解析】
(1) 起重机起吊前，箱子对水平地面的压力等于其重力，即$F_{压}=G=4000\ \mathrm{N}$。
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入数据得：
$p=\frac{F_{压}}{S}=\frac{4000\ \mathrm{N}}{4\ \mathrm{m}^2}=1000\ \mathrm{Pa}$。
(2) 有用功是提升箱子做的功：
$W_{有用}=Gh=4000\ \mathrm{N}×3\ \mathrm{m}=12000\ \mathrm{J}$。
由图可知，动滑轮上承担物重的绳子段数$n=2$，则拉力移动的距离$s=2h=2×3\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{m}$。
总功是拉力做的功：
$W_{总}=Fs=2500\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=15000\ \mathrm{J}$。
机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{12000\ \mathrm{J}}{15000\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$。
(3) 钢丝绳拉力的功率：
$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{15000\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=1500\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1) $1000\ \mathrm{Pa}$；(2) $80\%$；(3) $1500\ \mathrm{W}$
【知识点】
压强计算、机械效率、功率计算
【点评】
本题是初中力学综合基础题，结合动滑轮考查压强、机械效率、功率的计算，关键是确定动滑轮的绳子段数，属于对基础公式应用的考查，难度适中。
【难度系数】
0.6