质量为60kg的工人站在水平地面上,用如图装置匀速打捞浸没在长方形水池中的物体,水池底面积为15m2,物体重2000N、体积为0.1m3,物体未露出水面前,此装置机械效率为80%.(不考虑水对物体的阻力、绳重及绳与滑轮间的摩擦)g取10N/kg求:
(1)物体浸没在水中受到的浮力;
(2)动滑轮的重力;
(3)若工人双脚与地面的接触面积为500cm2,当他对地面的压强为2×103Pa时,池底受到水的压强的变化量。
(1)1000N;(2)250N;(3)50Pa。
【解析】分析:(1)根据可求物体浸没在水中受到的浮力;
(2)不考虑水对物体的阻力、绳重及绳与滑轮间的摩擦,根据,已知装置机械效率为80%,可求动滑轮重;
(3)已知工人的质量,可求工人的重力;已知工人对地面的压强,根据可求对地面的压力,根据可求绳子的拉力,根据可求出浮力的变化量,即可求排开液体的变化量,再根据求出液体深度的变化量,由可求池底受到水的压强的变化量,
解答:(1)物体浸没在水中受到的浮力:;
(2)不考虑水对物体的阻力、绳重及绳与滑轮间的摩擦,装置机械效率;,解得:G动=250N;
(3)由图可知,n=4,工人的重力,,工人对地面的压力:,,此时绳子对人的拉力: ,此时物体在长方形水池受到的浮力:,,物体排开液体的体积:由′可得,,排开液体的变化量:;液体深度的变化量:
,池底受到水的压强的变化量:。
答:(1)物体浸没在水中受到的浮力是1000N;
(2)动滑轮的重力是250N;
(3)若工人双脚与地面的接触面积为500cm2,当他对地面的压强为2×103Pa时,池底受到水的压强的变化量是50Pa。
【点睛】本题为力学综合题,考查了压强、浮力、机械效率的计算,题目较难。
某公路路面所能承受的最大压强为8×105Pa.现有一辆卡车,自重2t,有6个轮子,每个轮子与地面的接触面积是200cm2,为了保护公路路面,这辆卡车最多可以装载多少吨的货物?(g取10N/kg)