分析 (1)已知将物体A匀速提高2m做的有用功为420J,根据W有用=Gh可求得G;
先根据滑轮组的机械效率为87.5%,求出W总=Fs,然后可求出拉力的大小;已知人的体重可求出他对地面的压力,再利用p=$\frac{F}{S}$即可求出他对地面的压强(2)根据P=ρgh得出h=$\frac{P}{ρg}$,已知物体的高度,将池底的物块B匀速缓慢地提升(不计水的阻力),直到其上表面与水面相平时,物体移动的距离为h-0.5m,
根据v=$\frac{s}{t}$算出物体的速度,根据绳子的段数得出拉力移动的速度;力FB=$\frac{1}{3}$(GB+G轮-F浮),可求物体B受到的浮力,利用P=Fv求功率.
解答 解:(1)因为W有用=Gh,
所以物重GA=$\frac{{W}_{有用}}{h}$=$\frac{420J}{2m}$=210N;
因为η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=87.5%,
所以W总=$\frac{{W}_{有用}}{87.5%}$=$\frac{420J}{87.5%}$=480J,
因为重物由3段绳子承担,则绳端移动的距离:s=3h=3×2m=6m,
由W总=Fs可得,绳端的拉力:F=$\frac{{W}_{总}}{s}$=$\frac{480J}{6m}$=80N,
已知G人=600N,绳子对人的拉力竖直向上,
所以人对地面的压力:F压=G人-F=600N-80N=520N,
人对地面的压强:
p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{520N}{2×2×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=13000Pa.
额外功:W额=W总-W有用=480J-420J=60J;
动滑轮的重力为:G动=$\frac{{W}_{额}}{h}$=$\frac{60J}{2m}$=30N;
(2)根据P=ρgh可得,水的深度为:
h=$\frac{P}{ρg}$=$\frac{2×1{0}^{4}Pa}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2m;
物体上表面与水面相平时,物体移动的距离为:s物=h-h物=2m-0.5m=1.5m,
物体移动的速度为:v物=$\frac{{s}_{物}}{t}$=$\frac{1.5m}{30s}$=0.05m/s;
由图可知重物由3段绳子承担,绳子移动的速度为:v绳=3v物=0.15m/s;
物体的质量为:m=$\frac{G}{g}$=$\frac{440N}{10N/kg}$=44kg;
物体的体积为:V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{44kg}{8.8×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=5×10-3m3;
物体受到的浮力为:F浮=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-3m3=50N;
物体B和动滑轮当作一个整体,受3段绳子向上的拉力、向上的浮力和向下的总重力,
根据力的平衡条件有:3FB+F浮=GB+G轮,
所以,物体B受到的拉力:FB=$\frac{1}{3}$(GB+G轮-F浮)=$\frac{1}{3}$×(440N+30N-50N)=140N,
拉绳的功率为:P=FBv绳=140N×0.15m/s=21W.
答:(1)则物重GA=210N
(2)则人对地面的压强p地=13000Pa;
(3)他拉绳的功率是21W.
点评 本题为力学综合题,考查了重力公式、阿基米德原理、压强公式的应用,涉及到使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算,综合性很强,难度很大!
科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 换用较粗的玻璃管来做实验,管内外水银面的高度差将小于760mm | |
B. | 往水银槽中加些水银,管内外水银面的高度差仍等于760mm | |
C. | 将玻璃管轻轻上提一点,管内外水银面的高度差将大于760mm | |
D. | 将玻璃管稍微倾斜一些,管内外水银面的高度差将大于760mm |
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