试题

一人用如图所示的滑轮组匀速提升物重为 1000N的物体，此时人对绳的拉力为600N，不计绳重和摩擦．人的体重为800N，每只脚的面积为20cm²．求：
（1）人对地的压强是多大？．
（2）若该物体浸没在水中时，用该装置提时他对地面的压强为60000Pa；则物体密度是多少？
（3）他用此滑轮组所提升浸没在水中的物体时，当他所提物重最大时其机械效率为多少？

解（1）人对地面的压力：F=800N-600N=200N；双脚与地面的接触的面积：S=2×20cm²=4×10^-3m²；
人对地面的压强：P=

F

S

=

200N

4×10-3m2

=5×10⁴Pa；
（2）物体浸没在水中时，他对地面的压力：F′=60000Pa×4×10^-3m²=240N；
则物体受到的浮力：F_浮′=2×（240N-200N）=80N；
物体的体积：V_物=V_排=

F浮

ρ水g

=

80N

1×103kg/m3×10N/kg

=8×10^-3m³；
物体的密度：ρ_物=

m物

v物

=

1000N 10N/kg

8×10-3m3

=12.5×10³kg/m³．
（3）动滑轮的重力为：G_动=1200N-1000N=200N，
当拉力为800N时，物体受到向下的合力：F_合=1600N-200N=1400N，
故滑轮组的机械效率：η=

W有

W总

×100%=

F合

2F

×100%=

1400N

2×800N

×100%=87.5%．
答：（1）人对地的压强是5×10⁴Pa；
（2）若该物体浸没在水中时，用该装置提时他对地面的压强为60000Pa；则物体密度是12.5×10³kg/m³．
（3）他用此滑轮组所提升浸没在水中的物体时，当他所提物重最大时其机械效率为87.5%．
解（1）人对地面的压力：F=800N-600N=200N；双脚与地面的接触的面积：S=2×20cm²=4×10^-3m²；
人对地面的压强：P=

F

S

=

200N

4×10-3m2

=5×10⁴Pa；
（2）物体浸没在水中时，他对地面的压力：F′=60000Pa×4×10^-3m²=240N；
则物体受到的浮力：F_浮′=2×（240N-200N）=80N；
物体的体积：V_物=V_排=

F浮

ρ水g

=

80N

1×103kg/m3×10N/kg

=8×10^-3m³；
物体的密度：ρ_物=

m物

v物

=

1000N 10N/kg

8×10-3m3

=12.5×10³kg/m³．
（3）动滑轮的重力为：G_动=1200N-1000N=200N，
当拉力为800N时，物体受到向下的合力：F_合=1600N-200N=1400N，
故滑轮组的机械效率：η=

W有

W总

×100%=

F合

2F

×100%=

1400N

2×800N

×100%=87.5%．
答：（1）人对地的压强是5×10⁴Pa；
（2）若该物体浸没在水中时，用该装置提时他对地面的压强为60000Pa；则物体密度是12.5×10³kg/m³．
（3）他用此滑轮组所提升浸没在水中的物体时，当他所提物重最大时其机械效率为87.5%．