(2011•朝阳区一模)小阳站在地面上脚与地面的接触面积是S脚=500cm2,且保持不变,用图甲所示的滑轮组提起在水中的

(2011•朝阳区一模)小阳站在地面上脚与地面的接触面积是S=500cm2,且保持不变,用图甲所示的滑轮组提起在水中的物体A,物体A重GA=735N,体积为VA=1.5×10-2m3.当物体缓慢匀速竖直上升,在物体A未离开水面前,小阳对地面的压强是p1,使用滑轮组的机械效率是η1;在物体A完全离开水面后,小阳对地面的压强是p2,使用滑轮组的机械效率是η2.水对物体的阻力、滑轮组轮与轴的摩擦、绳重和绳的伸长都忽略不计时,p1:p2=5:4,η1:η2=84:85.小阳仍用该滑轮组加一个定滑轮匀速拉动放在水平地面的物体B,如图乙所示,他对地面的压强p3=2.94×103Pa,物体B在t=3s时间内移动s=0.6m.(g取9.8N∕kg)
求:(1)物体A的密度ρA及它在水中所受的浮力F
(2)小阳的体重G
(3)当小阳拉动物体B时,机械效率和总功率.
naplesll 1年前 已收到1个回答 举报

yueyue0415 幼苗

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解题思路:(1)知道物体A的重和体积,利用G=mg=ρVg求物体A的密度;利用阿基米德原理求受到的浮力;
(2)对人受力分析,受到三个力:重力G、绳子拉力F1′、地面支持力N1,如图,可求小阳对地面的压力N1′=G-F1
利用压强公式求小阳对地面的压强,p1=
GF1
S
,利用效率公式求η1=
W有用1
W总1
=
(GAF)h
(GA+GF)h
=
GAF
GA+GF

同理,拉动水面上的物体时,可求小阳对地面的压力N2′=G-F2,小阳对地面的压强p2=
N′2
S
=
GF2
S
,η2=
W有用2
W总2
=
GA h
(GA+G)h
=
GA
GA+G

根据η1:η2=84:85求动滑轮重,根据F1=[1/3](GA+G-F)和F2=[1/3](GA+G)求F1和F2的大小,再根据p1:p2=5:4求小阳的体重;
(3)人站在地面上静止,拉动水平地面上的物体时,受到三个力:重力G、绳子拉力F3′、地面支持力N3,据此求小阳对地面的压力N3′=G-F3,所以F3=G-p3×S,而F3=[1/3](G+f),据此求物体B在地面上运动时受到的摩擦力,利用η3=
W有用3
W总3
=[fsF3×3s=
f
F3×3
求机械效率,再利用P=
W/t]=
F3s
t
求总功率.

(1)∵G=mg=ρVg,
∴物体A的密度:
ρA=
GA
VAg=[735N
1.5×10−2m3×9.8N/kg=5×103kg/m3
FVg=1×103kg/m3×1.5×10-2m3×9.8N/kg=147N;
(2)人站在地面上静止,拉动水中的物体时,受到三个力:重力G、绳子拉力F1′、地面支持力N1,如图
由同一直线力的平衡,G=F1′+N1
人对地面的压力 N1′与地面对人的支持力N1为相互作用力,N1′=N1
人对绳子的拉力F1与绳子对人的拉力F1′为相互作用力,F1′=F1
小阳对地面的压力:
N1′=G-F1
小阳对地面的压强:
p1=
N′1/S]=
G人−F1
S,
η1=
W有用1
W总1=
(GA−F浮)h
(GA+G动−F浮)h=
GA−F浮
GA+G动−F浮,
同理,人站在地面上静止,拉动水面上的物体时,受到三个力:重力G、绳子拉力F2′、地面支持力N2,如图
小阳对地面的压力:
N2′=G-F2
小阳对地面的压强:
p2=
N′2
S=
G人−F2
S,
η2=
W有用2
W总2=
GA h
(GA+G动)h=
GA
GA+G动,
∵η1:η2=84:85,
即:

点评:
本题考点: 浮力大小的计算;滑轮组绳子拉力的计算;阿基米德原理;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.

考点点评: 本题为力学综合题,考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、压强公式、效率公式、功率公式、力的合成的掌握和运用,知识点多、综合性强,要求灵活运用所学知识,属于难题.

1年前

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