解:
(1)工人的重力:
G
人=m
人g=70kg×10N/kg=700N,
∵人对地面的压力:
F
压=G
人-F,
∴使用滑轮组绳子自由端的拉力:
F=G
人-F
压=700N-200N=500N,
由图知,n=3,则绳子自由端移动的距离:
s=3h=3×2m=6m,
工人做的总功:
W
总=Fs=500N×6m=3000J;
(2)物体A受到的重力:
G
A=m
Ag=160kg×10N/kg=1600N,
物体A受到的浮力:
F
浮=ρ
水V
排g=ρ
水V
Ag=1×10
3kg/m
3×40×10
-3m
3×10N/kg=400N,
滑轮组对物体的拉力:
F
拉=G
A-F
浮=1600N-400N=1200N,
滑轮组对物体做的有用功:
W
有用=F
拉h=1200N×2m=2400J,
(3)滑轮组的机械效率:
η=
=
=80%.
答:此过程中滑轮组的机械效率为80%.
分析:由图可知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3,则s=3h.
(1)知道工人的质量,利用重力公式求工人的重力,工人对地面的压力等于工人重减去绳子自由端的拉力,据此求绳子自由端的拉力,求出绳子自由端移动的距离,利用W=Fs求工人做的总功;
(2)知道物体A的质量,利用重力公式求物体A受到的重力;知道物体A的体积(排开水的体积),利用阿基米德原理求物体A受到的浮力,滑轮组对物体的拉力等于物体A重减去A受到的浮力,而滑轮组对物体做的有用功W
有用=F
拉h,据此求使用滑轮组做的有用功;
(3)利用效率公式求滑轮组的机械效率.
点评:本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算,计算时注意有用功W
有用=(G
A-F
浮),易错点!