题目内容
13．
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GA：GB=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．
分析 （1）由压强的计算公式变形后可求得小文受地面的支持力，由力的相互性可知人对地面的压力；
（2）对人受力分析，由力的合成可求得人受绳子的拉力，则可知人对绳子的拉力；由浮力公式可求得物体A所受浮力，则对动滑轮及物体A由力的合成可求得物体A及动滑轮的重力之和；
由提升物体B时的机械效率可得关于物体B及动滑轮重力的表达式，由题意可得A、B重力的关系；则联立以上关系式可得出物体A的重量，进而求出动滑轮重；
（3）A离开水面后，物体A只受重力则由滑轮组的特点可求得绳子的拉力；则由功率公式可求得拉力的功率．
解答 解：
（1）由p=$\frac{F}{S}$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gVA=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N，
则物体及动滑轮的重力之和：GA+G动=2F拉+F浮=2×249.76N+100N=599.52N，
即：GA+G动=599.52N ①
B在空气中：ηB=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{{G}_{B}h}{（{G}_{B}+{G}_{动}）h}$=$\frac{{G}_{B}}{{G}_{B}+{G}_{动}}$=90% ②
GA：GB=5：9 ③
由①②③式可得：
物体A的重力：GA=499.6N，G动=99.92N；
（3）物体离开水面后：拉力的功：P=F'拉•v拉=$\frac{1}{2}$（GA+G动）×2v物=$\frac{1}{2}$×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．
点评 本题综合了受力分析、力的合成及密度、压强的计算，计算量较大，对学生要求较高．
小明所在地气压为1标准大气压，学习了大气压的知识以后，小明对大气压强通常有1.0×105Pa这么大存有疑问，想亲自证实一下．| A． | 乒乓球的直径约为10cm | B． | 普通课桌的高度约为0.8m | ||
| C． | 一块橡皮的质量约为500g | D． | 体育课中常用的实心球质量为50g |
| A． | 动车运动使轨道温度升高 | B． | 小明家用太阳能热水器给水加热 | ||
| C． | 小柯家三餐用液化气烧饭 | D． | 寒冷的冬天向手哈气取暖 |
| A． | 1：4 | B． | 1：2 | C． | 2：1 | D． | 4：1 |
用如图的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中Rx为待测电阻，R为电阻箱，把开关S接a点，读出电流表的示数为I，再把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数为I，读出电阻箱的示数R，本实验所采用的物理方法可称为等效替代法（选填“控制变量法”或“等效替代法”）．