Question

11．如图所示，某工人重600N，站在水平面上，用100N的拉力向下匀速拉动绳子，提起一浸没在水中体积为1.2×10^-2m³，重360N的物体．（物体始终浸没在水中，且忽略水对物体的阻力，ρ_水=1×10³kg/m³，g=10N/kg）求：
（1）已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10^-2m²，工人没有拉动绳子时对地面的压强；
（2）物体浸没在水中时受到的浮力；
（3）提起物体时滑轮组受到物体的拉力．

Answer 1

分析 （1）工人没有拉动绳子时对地面的压其重力，又知道总接触面积，根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
（2）物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出物体浸没在水中时受到的浮力；
（3）提起物体时，滑轮组受到的拉力F_拉等于物体重力减去受到的浮力．

解答 解：（1）工人没有拉动绳子时对地面的压力：
F=G=600N，
对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{3×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2×10⁴Pa；
（2）物体浸没水中排开水的体积：
V_排=V=1.2×10^-2m³，
物体浸没在水中时受到的浮力：
F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×1.2×10^-2m³×10N/kg=120N；
（3）提起物体时，滑轮组受到的物体拉力：
F_拉=G_物-F_浮=360N-120N=240N．
答：（1）工人没有拉动绳子时对地面的压强为2×10⁴Pa；
（2）物体浸没在水中时受到的浮力为120N；
（3）提起物体时滑轮组受到物体的拉力为240N．

点评 本题考查了压强、浮力、拉力的计算，知道水平面上物体的压力和自身的重力相等以及物体浸没时排开液体的体积等于自身的体积是关键．