（2014•顺义区二模）如图是小明利用器械提升重物的示意图．当小明站在水平地面上时，对地面的压强p0=2×104Pa；当在动滑轮下挂一个与小明重力相同的（边长为40cm的正立方体）物体甲时，

Question

（2014•顺义区二模）如图是小明利用器械提升重物的示意图．当小明站在水平地面上时，对地面的压强p₀=2×10⁴Pa；当在动滑轮下挂一个与小明重力相同的（边长为40cm的正立方体）物体甲时，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，小明对地面的压强p₁=4.5×10⁴Pa，此时滑轮组的机械效率为η₁；当在动滑轮下挂1200N的重物乙时，他用力匀速举起杠杆的A端，当杠杆又在水平位置平衡时，小明对地面的压强p₂=5.5×10⁴Pa，此时滑轮组的机械效率为η₂；已知杠杆OA：OB=1：2（杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计，g取10N/kg），则下列计算结果错误的是（　　）

A．小明的质量为80kg
B．动滑轮所受的重力为20N
C．物体甲的密度为1.25×10³kg/m³
D．η₂：η₁=15：14

Answer 1

小明自由站在水平地面上，对小明受力分析如图1所示．
提重物甲时，对小明、杠杆、动滑轮和甲物体受力分析如图2、3、4所示．
提重物乙时，对小明、杠杆、动滑轮和乙物体受力分析如图5、6、7所示．

（1）由图1可知p₀=(F)/(S)=(N0)/(S)=(G人)/(S)=2×10⁴Pa----①
由图4可知 2F'_B1=G_动+G_甲
由图3可知 F_A1×OA=F_B1×OB
F_A1=2 F_B1=2 F'_B1
由图2可知N₁=F_A1+G_人=G_动+G_甲+G_人
p₁=(N1)/(S)=(G人+G甲+G动)/(S)=4.5×10⁴Pa----②
由图7可知 2F'_B2=G_动+G_乙
由图6可知 F_A2×OA=F_B2×OB
∵(AO)/(OB)=(1)/(2)
∴F_A2×1=F_B2×2
F_A2ˊ=F_A2=2 F_B2=2 F_B2ˊ
由图5可知N₂=F_A2ˊ+G_人=G_动+G_乙+G_人
p₂=(N2)/(S)=(G人+G乙+G动)/(S)=(G人+1200N+G动)/(S)=5.5×10⁴Pa-----③
由方程①②③解得
G_人=G_甲=800N，
G_动=200N，故B错、符合题意；
m_人=(G人)/(g)=(800N)/(10N/kg)=80kg；故A正确、不符合题意；
（2）a=40cm=0.4m，m_甲=m_人=80kg，
V_甲=a³=（0.4m）³=0.064m³，
ρ_甲=(m甲)/(V甲)=(80kg)/(0.064m3)=1.25×10³kg/m³；故C正确、不符合题意；
（3）η₁：η₂=(G甲)/(G甲+G动)：(G乙)/(G乙+G动)=(800N)/(800N+200N)：(1200N)/(1200N+200N)=14：15；
即η₂：η₁=15：14，故D正确、不符合题意．
故选B．