Question

小文的体重为600N，当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未出水面）

小文的体重为600N，当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.75×103Pa．已知小文与地面的接触面积为400cm2．当他用此滑轮组在空气中匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率是80%．已知重物A重物B所受重力之比GA：GB=5：12，若不计绳重和摩擦，g=10N/kg．则提升重物A时小文对地面的压力为______N，在水中提升重物A时滑轮组的机械效率为______．

Answer 1

（1）由p=

F

S

得小文对地面的压力：
F_压=pS=8.75×10³Pa×400×10^-4m²=350N；
（2）A在水中，地面对人的支持力：
F_支=F_压=350N，
由于人受到的重力等于支持力加上拉力，
所以人对绳子的拉力：F_拉=G_人-F_支=600N-350N=250N，
A所受浮力为：F_浮=ρ_水gV_A=1×10³kg/m³×10N/kg×0.01m³=100N，
则物体及动滑轮的重力之和：G_A+G_动=2F_拉+F_浮=2×250N+100N=600N
即：G_A+G_动=600N，----①
B在空气中：
η_B=

GBh

(GB+G动)h

=80%，-----②
G_A：G_B=5：12，-------③
由①③式可得：

5

12

G_B+G_动=600N，
则G_动=600N-

5

12

G_B，代入②得：

GB

GB+600N? 5 12 GB

=80%，
解得：G_B=900N，
则G_动=225N，
G_A=375N；
A在水中时，滑轮对物体的拉力为G_A-F_浮；
则滑轮组的机械效率：
η_A=

(GA?F浮)h

F拉2h

×100%=

GA?F浮

2F拉

×100%=

375N?100N

2×250N

×100%=55%．
故答案为：350；55%．