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    9．一体重为600N，双脚与地面接触面积为0.05m2的工人，用如图所示的滑轮组将体积为0.01m3重为900N的物体A在水中匀速提高了0.5m，此时该滑轮组的机械效率80%，求：（不计绳重及摩擦，g=10N/kg）
    （1）工人自由站在水平地面上，对地面的压强；
    （2）物体A在水中匀速提高0.5m，拉力所做的有用功；
    （3）物体拉出水面后，使用该滑轮组，这个工人最多能提起多重的物体．

    分析 （1）工人自由站在水平地面上时对地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，再根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
    （2）物体A浸没时排开水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出受到的浮力，物体A的重力减去受到的浮力即为滑轮组绳子的拉力，根据W=Fs求出拉力所做的有用功；
    （3）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出物体A在水中匀速提高时的总功，总功减去有用功即为额外功，也是克服动滑轮重力做的功，根据W=Gh求出动滑轮的重力；物体拉出水面后，当工人的拉力和自身的重力相等时该滑轮组提起的物体的重力最大，根据F=$\frac{1}{n}$（G+G动）求出提起的最大物重．

    解答 解：（1）工人自由站在水平地面上时对地面的压力：
    F压=G人=600N，
    对地面的压强：
    p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{600N}{0.05{m}^{2}}$=1.2×104Pa；
    （2）物体A浸没在水中时受到的浮力：
    F浮=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N，
    滑轮组对物体A的拉力：
    F拉=G-F浮=900N-100N=800N，
    拉力所做的有用功：
    W有=Gh=800N×0.5m=400J；
    （3）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%可得，物体A在水中匀速提高时的总功：
    W总=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{400J}{80%}$=500J，
    由W总=W有+W额可得，额外功：
    W额=W总-W有=500J-400J=100J，
    动滑轮的重力：
    G动=$\frac{{W}_{额}}{h}$=$\frac{100J}{0.5m}$=200N，
    物体拉出水面后，当工人的拉力和自身的重力相等时该滑轮组提起的物体的重力最大，
    由图可知，n=2，
    由F=$\frac{1}{n}$（G+G动）可得，提起的最大物重：
    G′=nF′-G动=2×600N-200N=1000N．
    答：（1）工人自由站在水平地面上，对地面的压强为1.2×104Pa；
    （2）物体A在水中匀速提高0.5m，拉力所做的有用功为400J；
    （3）物体拉出水面后，使用该滑轮组，这个工人最多能提起1000N重的物体．

    点评 本题考查了压强公式、阿基米德原理、做功公式、效率公式和滑轮组绳子拉力公式的应用，明确滑轮组在水中提升物体时的有用功是关键．

    练习册系列答案
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