如图,工人用滑轮组把工件A放在水底,已知工件的质量为78kg,密度为7.8×103kg/m3,工人体重720N,动滑轮重220N,(忽略绳重和摩擦)每只脚与地面的接触

发布时间:2020-08-13 12:07:18

如图,工人用滑轮组把工件A放在水底,已知工件的质量为78kg,密度为7.8×103kg/m3,工人体重720N,动滑轮重220N,(忽略绳重和摩擦)每只脚与地面的接触面积为0.02㎡,求:
(1)工件的体积;
(2)如图甲所示,当工件没进入水中时,此滑轮组的机械效率(请画出此时人的受力示意图)
(3)如图乙所示,当工件在水中匀速提升时,人对地面的压强是多少?

网友回答

解:
(1)∵ρ=,
∴工件的体积:
V===0.01m3;
(2)如图甲,n=2,s=2h,
工件重力:
G工件=m工件g=78kg×10N/kg=780N,
拉力:
F=(G工件+G动)=(780N+220N)=500N,
此滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=78%;
工人受到拉力、重力、支持力的作用,G=720N、F拉=500N,F支=G-F拉=720N-500N=220N,如图所示:

(3)如图乙所示,当工件在水中匀速提升时,工件受到的浮力:
F浮=ρ水V排g=ρ水Vg=1×103kg/m3×0.01m3×10N/kg=100N,
此时拉力大小:
F′=(G工件+G动-F浮)=(780N+220N-100N)=450N,
人对地面的压力:
F压=G人-F′=720N-450N=270N,
S=2×0.02m2=0.04m2,
人对地面的压强:
p===6750Pa.
答:(1)工件的体积为0.01m2;
(2)如图甲所示,当工件没进入水中时,此滑轮组的机械效率为78%,此时人的受力示意图如图所示;
(3)如图乙所示,当工件在水中匀速提升时,人对地面的压强是6750Pa.
解析分析:(1)知道工件的质量和密度,利用V=求工件的体积;
(2)如图甲所示,承担物重的绳子股数n=2,忽略绳重和摩擦,利用F=(G物+G动)求拉力大小,s=2h,对工件做的功为有用功,拉力做的功为总功,利用效率公式求此滑轮组的机械效率;比较拉力和工人重力的大小,看是否受支持力,进而做出受力分析,并画出受力示意图;
(3)如图乙所示,忽略绳重和摩擦,利用F=(G物+G动-F浮)求拉力大小,而工人对地面的压力等于工人重减去拉力,求出受力面积(两脚着地),利用压强公式求工人对地面的压强.

点评:本题为力学综合题,考查了使用滑轮组时体积、机械效率、压强的计算,还涉及到了力的示意图的画法,计算两种情况下(水没在水中、水浸没在水中)拉力的大小是本题的关键.
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