(2008•怀柔区二模)小刚同学的体重为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

(2008•怀柔区二模)小刚同学的体重为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8.75×103 Pa.已知每只鞋底与地面的接触面积为200cm2.当他用此滑轮组匀速提升空气中另一个重物B时,滑轮组的机械效率是90%.已知重物A重物B所受重力之比GA:GB=5:9,(若不计绳重和摩擦,g=10N/Kg)则物体A的密度为______Kg/m3
fatastic 1年前 已收到1个回答 举报

东来 春芽

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解题思路:使用滑轮组提升重物A时,因为重物A浸没在水中,所以绳子末端的拉力F=
1/n](GA-F+G),重物的浮力可以根据FVg求出,绳子末端的拉力等于小刚的重力和对地面压力的差值,小刚的重力是已知的,对地面的压力可以根据F=PS求出;关键是动滑轮的重力,可以根据使用动滑轮提升重物B时的机械效率ηB=
GB
GB+G
求出物体B的重力和动滑轮重力的比值,进而求出重物A和动滑轮重力的比值,然后根据F=[1/n](G-F+G)求出物体A的重力,从而求出物体A的密度.

小刚对地面的压力:
F=PS=8.75×103Pa×200×10-4m2×2=350N,
小刚对绳子的拉力:
F=G-F=600N-350N=250N,
物体A未露出水面时受到水的浮力:
FVg=ρVg=1.0×103kg/m3×0.01m3×10N/kg=100N,
使用滑轮组提升物体B时,滑轮组的机械效率:
ηB=
W有用
W总=
GBh
GBh+G动h =
GB
GB+G动=90%,解得:
GB:G=9:1;
又∵GA:GB=5:9,
∴GA:GB:G=5:9:1;
使用滑轮组提升物体A时,绳子末端的拉力:
F=[1/n](GA-F+G)=[1/2](GA-100N+[1/5]GA
即:250N=[1/2](GA-100N+[1/5]GA
解得:
GA=500N,
物体A的质量:
mA=
GA
g=[500N/10N/kg]=50kg,
物体A的密度:
ρA=
mA
V=[50kg
0.01m3=5×103kg/m3
故答案为:5×103

点评:
本题考点: 滑轮(组)的机械效率;密度的计算;重力的计算;阿基米德原理.

考点点评: 此题考查的是有关密度、重力、浮力和机械效率的综合计算,解答此题的关键是物体重力的计算,先根据滑轮组机械效率的计算公式η=G物G物+G动求出物体重力和动滑轮重力的比值,然后根据F拉=[1/n](GA-F浮+G动)求出物体的重力.

1年前

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