如图正方体A的边长为0.2m，在空气中直接用手匀速将其提升0.5m，做的功为240J，小翔的体重为500N，他双脚与地面的接触面积为0.04m2，动滑轮重力为120N．（不计绳重和摩擦）（1）物体A的重力

Question

如图正方体A的边长为0.2m，在空气中直接用手匀速将其提升0.5m，做的功为240J，小翔的体重为500N，他双脚与地面的接触面积为0.04m²，动滑轮重力为120N．（不计绳重和摩擦）
（1）物体A的重力多大？
（2）当人对地面的压力为300N时，物体A对地面的压强多大？（画出物体A此时的受力示意图，写出该小题的解题思路再求解）
（3）将物体A换成另一个体积为0.02m³的物体B，用该滑轮组在空气中匀速提升它时的机械效率为75%，若将它没入某种液体中，匀速缓慢提升时，人对地面的压强为8500Pa，液体的深度为2m时，液体对容器底的压强多大？

Answer 1

（1）由W=Gh=240J，可得，物体A的重力G=(W)/(h)=(240J)/(0.5m)=480N；
（2）小翔对绳子的拉力为F_人=G_人-N_人=500N-300N=200N，
动滑轮对物体的拉力为F_轮=2F_人-G₀=2×200N=400N，
物体受到的重力为G=480N，
物体对地面的压力为F=G-F_轮=480N-400N=80N，
物体与地面的接触面积为S=a²=（0.2m）²=0.04m²，
物体对地面的压强为p=(F)/(S)=(80N)/(0.04m2)=2000Pa；
物体A此时的受力示意图如下：

（3）由p=(F)/(S)可得，地面对人的支持力F=8500Pa×0.04m²=340N，
人对绳子的拉力T=500N-340N=160N，
由η=(W有用)/(W总)×100%，可得，
75%=(Gh)/(FS)=(Gh)/(160N×2×2h)，
解得B物体重力G_B=1200N，
滑轮对物体的拉力T′=160N×2×75%=240N；
则根据力的平衡可知，浮力F_浮=1200N-240N=960N．
由F_浮=ρ_液Vg，可得
ρ_液=(F浮)/(gV)=(960N)/(0.02m3×10N/kg)=4.8×10³kg/m³，
液体对容器底的压强p₁=ρ_液gh₁=4.8×10³kg/m³×10N/kg×2m=96000Pa．
答：（1）物体A的重力为480N；
（2）当人对地面的压力为300N时，物体A对地面的压强2000Pa；
（3）液体对容器底的压强为96000Pa．