(2013•包头二模)工人用如图所示的提升井中心物体A,井中水深2.5m,物体A的下表面距井底1m,物体A的密度为7×1
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解题思路:(1)求出物体A的下表面距液面的深度,根据p=ρgh求出水对物体A的下表面的压强;

(2)根据ρ=[m/V]求出物体A的体积,根据FgV求出浮力;

(3)分别对物体、杠杆、动滑轮和人进行受力分析,列出等式,求出人对地面的压力,根据p=[F/S]求出人对地面的压强;根据η=

W

有用

W

求出滑轮组的机械效率.

(1)物体A的下表面距液面的深度h=2.5m-1m=1.5m,

水对物体A的下表面的压强:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa;

(2)∵ρ=[m/V]

∴物体A的体积:VA=[m

ρA=

70kg

7×103kg/m3=0.01m3

物体全部浸没在水中,所以V=VA=0.01m3

物体A受到的浮力:

FgV=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N;

(3)物体A的重力G=mg=70kg×10N/kg=700N,

物体对杠杆的拉力FA=G-F=700N-100N=600N,

根据杠杆平衡条件可得:FA×OC=FD×OD,

所以杠杆D端的拉力:FD=

FA×OC/OD]=[600N×3/2]=900N,

动滑轮重力G=2×mg=2×5kg×10N/kg=100N,

不计绳重、滑轮的摩擦、杠杆的重力以及水的阻力,

所以绳端的拉力F=[1/4](FD+G)=[1/4]×(900N+100N)=250N,

工人对地面的压力F=G-F=mg-F=70kg×10N/kg-250N=450N,

工人对地面的压强p=

F压

S=[450N

0.05m2=9000Pa;

物体上升高度为h,杠杆D端移动距离为

2/3]h,拉力移动距离s=4×[2/3]h=[8/3]h,

滑轮组的机械效率η=

W有用

W总×100%=

FAh

Fs×100%=

FAh

8

3h×100%=[600N

250N×

8/3]×100%=90%.

答:(1)水对物体A的下表面的压强为1.5×104Pa;

(2)物体A受到的浮力为100N;

(3)工人对地面的压强为9000Pa;

滑轮组的机械效率为90%.

点评:

本题考点: 液体的压强的计算;浮力大小的计算;滑轮(组)的机械效率.

考点点评: 本题为力学综合题,考查了学生对重力公式、阿基米德原理、杠杆平衡条件的掌握和运用,做好受力分析、利用好杠杆平衡条件是本题的关键.