Question

有一重为200N的正方体物体放在水平地面上，它的边长为20cm，某人想通过如图所示的定滑轮来竖直提起这个物体．
（1）该物体的密度是多大？
（2）当绳子中的拉力为零时，物体对水平地面的压强是多大？
（3）当人用250N的力向下拉绳子时，物体恰好能匀速上升，物体上升3m后恰好到达目标位置．求此过程中人所做的功．

Answer

（1）利用立方体的体积公式求出其体积，根据密度公式和重力公式求出该物体的密度．
（2）当绳子中的拉力为零时，物体对地面的压力等于物体的重力，利用边长求出物体的底面积，根据P=求出物体对水平地面的压强．
（3）由图可知该装置为定滑轮，使用定滑轮并不省距离故绳子自由端通过的距离为3m，根据W=Fs求出此过程中人所做的功．
【解析】
（1）立方体的体积V=L3=（20cm）3=8000cm3=0.008m3，
物体的密度ρ====2.5×103kg/m3；
（2）物体的底面积S=L2=（20cm）2=400cm2=0.04m2，
由于此时绳子对物体的拉力为零，
所以物体对地面的压力等于物体的重力，即F=G=200N，
物体对水平地面的压强P===5000Pa；
（3）因该装置为定滑轮，绳子自由端移动的距离s=h=3m，
此过程中人所做的功W=Fs=250N×3m=750J．
答：（1）该物体的密度为2.5×103kg/m3；
（2）当绳子中的拉力为零时，物体对水平地面的压强为5000Pa；
（3）此过程中人所做的功为750J．