Question

如圖所示，某工人重600N，站在水平面上，用100N的拉力向下勻速拉動繩子，提起一浸沒在水中體積為1.2×10^﹣2m³，重360N的物體．（物體始終浸沒在水中，且忽略水對物體的阻力，ρ_水=1×10³kg/m³，g=10N/kg）求：

（1）已知工人雙腳與地面的總接觸面積是3×10^﹣2m²，工人沒有拉動繩子時對地面的壓強；

（2）物體浸沒在水中時受到的浮力；

（3）提起物體時滑輪組的機械效率．

Answer 1

（1）工人對地面的壓力：

F_壓=G=600N，

S=3×10^﹣2m²，

對地面的壓強：

p===2×10⁴Pa；

（2）物體浸沒水中排開水的體積：

V_排=V=1.2×10^﹣2m³，

物體浸沒在水中時受到的浮力：

F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×1.2×10^﹣2m³×10N/kg=120N；

（3）提起物體時，滑輪組受到的拉力：

F_拉=G_物﹣F_浮=360N﹣120N=240N，

提起物體時滑輪組的機械效率：

η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=80%．

答：（1）工人沒有拉動繩子時對地面的壓強為2×10⁴Pa；

（2）物體浸沒在水中時受到的浮力為120N；

（3）提起物體時滑輪組的機械效率為80%．