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小刚的体重为600N,当小刚使用如图所示的滑轮组在水中匀速提升边长为10cm的正方体铁块A时(铁块始终未出水面),他每只脚与地面的接触面积为200cm2,此时小刚对地面产生的压强为1.4×104Pa,若不计摩擦,求滑轮组的机械效率和动滑轮的重力各是多大?(ρ=7.9×103kg/m3)(g=10N/kg)

解:
(1)∵p=
∴人对地面的压力:F=pS=1.4×104Pa×2×200×10-4m2=560N,
人受重力G,绳对人拉力F和地面对人支持力F
∵F=F
∴人对绳的拉力:F=G-F=600N-560N=40N,
铁块的体积V=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3
物重:GVg=7.9×103kg/m3×10-3m3×10N/kg=79N,
物体受到浮力:FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N,
∴滑轮组拉物体的力F′=G-F=79N-10N=69N,
则滑轮组的机械效率:
η===×100%==86.25%;
(2)∵F=(F′+G
∴动滑轮重:
G=2F-F′=2×40N-69N=11N.
答:滑轮组的机械效率为86.25%;
动滑轮重为11N.
分析:根据p=求出人对地面的压力,根据二力平衡知识求出人对绳子的拉力,根据G=mg=ρgV求出铁块的重力,根据FgV求出浮力,根据二力平衡知识求出铁块对滑轮的拉力,根据η===求出机械效率;根据F=(F′+G)求出动滑轮重.
点评:点评:此题考查的是有关压强、重力、浮力、滑轮组的省力特点、二力平衡和机械效率的综合计算,解答此题的关键是对人和铁块进行受力分析.
练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:

(2009?平谷区二模)在一次抗洪抢险当中,小刚应用所学的物理知识,设计了如图所示的装置打捞某军工厂落在水中的铝锭(不计水的阻力),小刚握住轻质杠杆的B端沿竖直向下方向用力,已知小刚的体重是600N,铝锭的体积为0.03m3,铝锭出水前后小刚对地面的压力之比为6:5;轻质杠杆OA=AB,铝的密度为2.7×103kg/m3(若不计绳重和摩擦,g取10N/kg),求:
(1)出水前动滑轮对铝锭的拉力;
(2)出水后此滑轮组的机械效率;
(3)如果铝锭以0.1米/秒的速度在水中匀速上升,小刚作用在B点的拉力的功率是多少?

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

在一次抗洪抢险当中,小刚应用所学的物理知识,设计了如图所示的装置打捞某军工厂落在水中的铝锭(不计水的阻力),小刚握住轻质杠杆的B端沿竖直向下方向用力,已知小刚的体重是600N,铝锭的体积为0.03m3,铝锭出水前后小刚对地面的压力之比为6:5;轻质杠杆OA=AB,铝的密度为2.7×103kg/m3(若不计绳重和摩擦,g取10N/kg),求:
(1)出水前动滑轮对铝锭的拉力;
(2)出水后此滑轮组的机械效率;
(3)如果铝锭以0.1米/秒的速度在水中匀速上升,小刚作用在B点的拉力的功率是多少?

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