質(zhì)量為60kg的工人站在岸邊靜止時(shí),對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.2×10
4Pa,當(dāng)其通過如圖所示的裝置打撈一沉在水井底部的石材,并使其在水中勻速上升的過程中(石材既脫離了井底又未露出水面),該工人對(duì)地面的壓強(qiáng)為0.8×10
4Pa,已知:在整個(gè)提升過程中,石材始終以0.2m/s的速度勻速上升,該裝置中每個(gè)滑輪重為60N,其中杠桿AB可繞固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),且L
1:L
2=3:4,重為1395N的立方體配重D用細(xì)繩系于杠桿B端.在石材脫離水池底部至完全露出水面的過程中,地面對(duì)重物D的支持力的最大值與最小值之比為7:6.繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計(jì),求:
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/960a304e251f95cab665e931ca177f3e660952a0.jpg)
(1)石材露出水面前滑輪組的效率為η
1;
(2)當(dāng)石材完全露出水面以后,人拉繩子做功的功率P
2.
(1)D的壓力之比為7:6,那么減小了
,向上的拉力:
F
2=
G=
×1395N=195N;
由F
1L
1=F
2L
2可知,F(xiàn)
1=
=
=260N;
因?yàn)镕
1=F
下+G
動(dòng),所以F
下=F
1-G
動(dòng)=260N-2×60N=140N;
石材露出水面前滑輪組的效率:
η
1=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%=70%;
(2)石材的重力:G=mg=60kg×10N/kg=600N;
人站在水平地面上時(shí),地面受到的壓力等于人的重力,由p=
=
可得S=
,
則p
1=
=
-
=p-
;
F=(p-p
1)S=(p-p
1)×
=(1.2×10
4Pa-0.8×10
4Pa)×
=200N;
P
2=
=
=Fv=200N×
×0.2m/s≈13.33W.
答:(1)石材露出水面前滑輪組的效率為70%;
(2)當(dāng)石材完全露出水面以后,人拉繩子做功的功率為13.33W.