Question

【題目】如圖所示，某工人重600N，站在水平面上，用100N的拉力向下勻速拉動繩子，提起一浸沒在水中體積為1.2×10-2m3，重360N的物體．（物體始終浸沒在水中，且忽略水對物體的阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg）求：

(1)已知工人雙腳與地面的總接觸面積是3×10-2m2，工人沒有拉動繩子時對地面的壓強；_______

(2)物體浸沒在水中時受到的浮力；________-

(3)提起物體時滑輪組的機械效率．_______

(4)工人最多能夠提起多重的同種物體？____

Answer 1

【答案】 2×104Pa； 120N 80% 2610N

【解析】 (1)工人對地面的壓力F壓＝G＝600N,S＝3×102m2，對地面的壓強：p＝＝2×104Pa；(2)物體浸沒水中排開水的體積：V排＝V＝1.2×102m3，物體浸沒在水中時受到的浮力：F浮＝ρ水V排g＝1×103kg/m3×1.2×102m3×10N/kg＝120N，(3)提起物體時，滑輪組受到的拉力：F拉＝G物F浮＝360N120N＝240N，由圖可知：繩子的股數n＝3，則提起物體時滑輪組的機械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝80%;(4)根據η＝可知動滑輪的重力為G動＝F拉＝240N＝60N；由于工人重600N,則最大拉力F最大＝G＝600N，根據F＝F拉+G動n可知：滑輪組受到的最大拉力F拉最大＝nF最大G動＝3×600N60N＝1740N；水中的同種物體的密度為ρ物＝＝3×103kg/m3,由于水中的同種物體受力情況為：F拉最大＝G最大F浮最大，即：F拉最大＝G最大ρ水V排最大g，所以,F拉最大＝G最大ρ水g，則G最大＝ ＝2610N.