Question

“海宝”是2010年世博会的吉祥物，其形象如图14所示．在点缀上海街头的各种“海宝”中，有一座“海宝”（

“海宝”是2010年世博会的吉祥物，其形象如图14所示．在点缀上海街头的各种“海宝”中，有一座“海宝”（材质均匀、实心）的质量为5.0×102kg，密度为2.5×103kg/m3，与水平地面的接触面积为1m2，那么（1）当海宝站立时对地面的压强为多少？（2）在一次运输过程中，若该海宝不慎跌落到水中，则海宝受到的浮力大约是多少？（3）由于海宝的质量大，要把它捞起需用如图所示的滑轮组装置，该滑轮组每个滑轮是等重均为10kg．不计绳重和摩擦，在海宝未露出水面前，该滑轮组吊起海宝时的机械效率为多少？

Answer 1

（1）海宝对地的压力：
F=G=mg=5.0×10²kg×10N/kg=5000N，
海宝对地的压强：
P=

F

S

=

5000N

1m2

=5×10³Pa；
（2）海宝的体积：
V=

m

ρ

=

5×102kg

2.5×103kg/m3

=0.2m³，
∵ρ_海宝＞ρ_水，
∴V_排=V=0.2m³，
 受到的浮力：
F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.2m³=2000N；
（3）由图可知n=4，
海宝对滑轮的拉力：F_拉=G-F_浮=5000N-2000N=3×10³N，
人对绳子的拉力：F=

1

4

（F_拉+2G_动）=

1

4

（3000N+2×10×10N）=800N，
滑轮组拉着海宝上升时的机械效率：
η=

W有

W总

=

F拉h

FS

=

F拉h

Fnh

=

F拉

Fn

=

3000N

800N×4

=93.75%．
答：（1）海宝站立时对地面的压强为5000N；
（2）海宝受到的浮力大约为2000N；
（3）在海宝未露出水面前该滑轮组吊起海宝时的机械效率为93.75%．