（2014?市北区二模）小雨使用如图滑轮组匀速提升浸没在水中、体积为0.01m3的重物甲（重物始终未出水面）

发布网友发布时间：2022-04-26 05:55

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（1）小雨的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N
站在水平地面上，受到竖直向下的重力、绳对人竖直向上的拉力和地面对人竖直向上的支持力，如图：
这三个力是平衡力，所以，G=F_支+F_拉，
又因为他对地面的压力与支持力是一对相互作用力，
所以，F_压=F_支=G_人-F_拉=600N-400N=200N，
受力面积为S=2×200cm²=400cm²=0.04m²，
∴p=

F压

200N

0.04m2

=5×10³Pa．
（2）A所受浮力为：F_浮=ρ_水gV_A=1×10³kg/m³×10N/kg×0.01m³=100N，
∵不计绳重和摩擦，使用滑轮组时，
则物体及动滑轮的重力之和：G_A+G_动=2F_拉+F_浮=2×400N+100N=900N，
即：G_A+G_动=900N-------------------------------①
B在空气中：η_B=

GBh

(GB+G动)h

=90%-------------------②
G_A：G_B=8：9------------------------------------③
由①②③式可得
物体A的重力：G_A=800N，G_动=100N；
A在水中时，滑轮对物体的拉力为F′=G_A-F_浮=800N-100N=700N，
∵W_有用=F′h，W_总=F_拉s=F_拉×2h，
∴则滑轮组的机械效率：η_A=

F′h

F拉×2h

F′

F拉×2

700N

400N×2

=87.5%．
答：（1）小雨对地面的压强为5×10³Pa；
（2）在水中提升重物甲时滑轮组的机械效率为87.5%．