Question

如圖所示，質量為65kg的小華，利用滑輪組豎直向上勻速提升水中的物體．已知該物體質量為90kg體積為20dm³．在物體未出水面前，小華對地面的壓力為F；當物體被提出水面后，滑輪組的機械效率為75%，不計繩重和滑輪與軸的摩擦，g取10N/kg．則F=________．

Answer 1

150N
分析：①已知物體離開水后滑輪組的機械效率和物重，利用機械效率變形公式可以得到動滑輪的重力；
②已知物體的質量可以得到重力，已知物體的體積，可以得到露出水面以前受到的浮力；已知物重、動滑輪重、物體受到的浮力和作用在動滑輪上繩子的段數，可以得到人對繩子末端的拉力，根據力的作用的相互性得到繩子對人的拉力；已知人的質量，可以得到重力，已知人的重力和繩子對人的拉力，兩者之差就是人對地面的壓力．
解答：
①“當物體被提出水面后，滑輪組的機械效率為75%，不計繩重和滑輪與軸的摩擦”，所以有
η==，
∴G_動=-G=-mg=-90kg×10N/kg=300N；
②物體受到的重力為G=mg=90kg×10N/kg=900N，
物體受到的浮力為F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×20×10^-3_m3=200N
在物體未出水面前，小華對繩子自由端的拉力為F′=（G-F_浮+G_動）=×（900N-200N+300N）=500N
　由于力的作用是相互的，所以繩子對小華的拉力也是500N，
小華的重力為G_人=m_人g=65kg×10N/kg=650N，
所以小華對地面的壓力F=G_人-F′=650N-500N=150N．
故答案為：150N．
點評：此題考查了機械效率變形公式的應用、滑輪組的特點、阿基米德原理的應用、力的作用的相互性和重力的計算，掌握基本公式，對物體進行正確的受力分析，是解決此類問題的關鍵．