小雨的体重为600N,他使用如下图所示的滑轮组提升重物.已知动滑轮重100N;当匀速提升的体积为0.02m3的重物(重物始终未出水面)时,他对地面的压强为6×103P

发布时间:2020-07-29 20:20:39

小雨的体重为600N,他使用如下图所示的滑轮组提升重物.已知动滑轮重100N;当匀速提升的体积为0.02m3的重物(重物始终未出水面)时,他对地面的压强为6×103Pa,已知每只鞋底与地面的接触面积为2dm2.求:
①物体的密度
②物体出水后人施加的拉力
③求提升重物离水后滑轮组的机械效率?(不计绳重和摩擦)

网友回答

解:①根据p=得,人对地面的压力为:F'=pS=6×103Pa×2×2×10-2m2=240N.
人站在水平地面上,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,这三个力是平衡力,所以,G=F支+F拉,
物体间力的作用是相互的,所以人对地面的压力和地面对人的支持力是相互作用力,大小相等,所以,F支=F'=240N.
所以,人受到绳的拉力为:F拉=G-F'=600N-240N=360N.
物体间力的作用是相互的,所以绳对人竖直向上的拉力和人对绳竖直向下的拉力是相互作用力,大小相等,
所以绳子自由端的拉力是:F=360N.
物体浸没在水中受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.02m3=196N.
物体和动滑轮有两段绳子承担,不计绳重和摩擦,所以F=(G物-F浮+G动),
所以G物=2F+F浮-G动=2×360N+196N-100N=816N.
由G=mg=ρVg得,ρ===4.16×103kg/m3.
②如图,物体和动滑轮有两段绳子承担,不计绳重和摩擦,
F=(G物+G动)=(816N+100N)=458N.
③η=====89.1%.
答:①物体的密度是4.16×103kg/m3.
②物体出水后人施加的拉力458N.
③提升重物离水后滑轮组的机械效率是89.1%.
解析分析:(1)①求出双脚的面积,求出人对地面的压力,分析人的受力情况,根据二力平衡条件和相互作用力,求出人受到向上的拉力.②根据物体间力的作用是相互的,求出人拉绳子自由端的力.③知道物体的体积,根据阿基米德原理求出物体受到的浮力.④根据F=(G物-F浮+G动)求出物体的重力,求出物体的密度.(2)根据F=(G物+G动)求出绳子自由端的拉力.(3)知道绳端的拉力、物体的重力、动滑轮的重力,根据η=求出此时滑轮组的机械效率.

点评:不计绳重和摩擦,利用η=计算机械效率是常用的方法,利用F=(G物+G动)计算绳端的拉力是常用的方法.
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