小明同学的体重为600N，当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.756×103Pa．已知每只鞋底与地面的接触面积为200cm2．当他

Question

小明同学的体重为600N，当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m³的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.756×10³Pa．已知每只鞋底与地面的接触面积为200cm²．当他用此滑轮组匀速提升空气中另一个重物B时，滑轮组的机械效率是90%．已知重物A重物B所受重力之比G_A：G_B=5：9，若不计绳重和摩擦，g=10N/kg．
求（1）提升重物A时小明对地面的压力
（2）物体A的重力和动滑轮重
（3）重物A完全出水面后，以0.2m/s的速度匀速上升，小明拉绳的功率P．

Answer 1

（1）由p=(F)/(S)得：
人受地面的支持力：
F_支=F_压=P_人S_人=8.756×10³Pa×400×10^-4m²=350.24N；
则人对地面的压力为350.24N．
（2）人对绳子的拉力：F_拉=G_人-F_支=600N-350.24N=249.76N，
A所受浮力为：F_浮=ρ_水gV_A=1×10³kg/m³×10N/kg×0.01m³=100N，
则物体及动滑轮的重力之和：G_A+G_动=2F_拉+F_浮=2×249.76N+100N=599.52N，
即：G_A+G_动=599.52N   ①
B在空气中：η_B=(W有用)/(W总)=(GBh)/((GB+G动)h)=(GB)/(GB+G动)=90%   ②
G_A：G_B=5：9   ③
由①②③式可得：
物体A的重力：G_A=499.6N，G_动=99.92N；
（3）物体离开水面后：拉力的功：P=F'_拉•v_拉=(1)/(2)（G_A+G_动）×2v_物=(1)/(2)×599.52N×2×0.2m/s=119.904W．
答：（1）人对地面的压力为350N； （2）物体A的重力为499.6N；动滑轮重为99.92N；（3）拉力的功为119.904W．