某实验员为了探究“向水中释放潜水装置的有关规律”,他建立了如图甲所示的理想模型。由复合材料制成的圆柱体A悬挂在动滑轮下面,一根绳子通过某种绕法(未画出)将定滑轮、动滑轮组成滑轮组,绳子的一端握在实验员手中。实验员通过缓慢释放
绳子,使物4体A在空中下降,然逐渐进入水中。实验时,物体A下表面向下移动的距离为x,实验员手拉绳子的力F与x的关系如图乙所示,已知圆柱体A的密度ρA=2×103kg/m3,底面积S=0.09m2,高H=1m;不计动滑自重,不计绳重和滑轮组各处摩擦。ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg,实验员的质量约为70kg。
(1)求A物体的重力G;
(2)通过计算猜想滑轮组中的绳子的绕法在图甲中画出一种绕法(滑轮不一定都用上):
(3)计算出图乙中Fx的数值,并推算当物体A浸入水中0.4m深时,实验员对绳子的拉力F。
如图所示,建筑工人用滑轮组在20s的时间内将重为480N的物体匀速提升5m,所用的拉力为300N.求这个过程中:
(1)工人做的有用功;
(2)拉力的功率;
(3)滑轮组的机械效率.
体重为500N的同学用一根绳子通过甲图所示的滑轮组能够提起重力为400N的物体A,此时绳子达到最大承受力(若物体再增重绳子将断裂),不计绳重和摩擦。求:
(1)如甲图所示,将物体A匀速提高2m,对物体做的有用功是多少?
(2)若在(1)中提升物体A时,滑轮组的机械效率为80%,脚与地面的总接触面积为4×10﹣2m2,则人对地面的压强是多少?
(3)该同学仍用这根绳子和滑轮,组成如乙图所示的滑轮组,利用它从水中缓慢匀速地提起一个边长为0.2m的正方体B(不计水的阻力),当提到B的下表面所受水的压强为1.5×103Pa时,绳子断裂,则在绳子断裂的瞬间,物体B在水中受到的浮力是多少?
(4)正方体B的密度是多少?(计算结果用科学记数法表示,并保留到小数点后一位)
如图所示,水平地面上放着质量为42 kg的物体A,用如图所示的滑轮组使物体A以0.2 m/s的速度匀速上升,此时滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦,g=10 N/kg).求:
(1)动滑轮重;
(2)人所施加的拉力的功率;
(3)若人的质量为60 kg,则用此滑轮组最多能提升多重的物体?此时该滑轮组的机械效率是多少?(计算结果保留一位小数)
“每天锻炼一小时,幸福生活一辈子”的健康理念被人们接受,引导广大市民走向全民健身行列.如图所示是某型号健身器的结构简化图,每个滑轮质量为.小刚质量为
,他竖直向下拉手柄,将
的配重匀速向上拉.
配重上升了
,不计绳重和摩擦,
.求:
手柄移动的速度____;
小刚做功的功率______;
若小刚站立时,鞋底与地面的接触面积为
,配重被匀速拉起时,他对地面的压强是多少_____?