题目内容
如图1所示，是用滑轮组在水中打捞文物的示意图，该均匀实心文物的密度为8×103Kg/m3，体积为1000cm3，在拉力F作用下从水中缓慢上升到岸上，拉力F的大小随文物上升的高度h的变化情况如图2所示．（g=10N/Kg）（1）求在文物还未露出水面时文物受到的浮力；
（2）在文物还未露出水面时若物体匀速上升的速度为0.1m/s，求此时拉力F的功率；
（3）求在文物离开水面后继续缓慢上升过程中滑轮组的机械效率．
分析：（1）知道文物的体积（浸没水中排开水的体积）利用阿基米德原理求文物受到的浮力；
（2）由图1知，承担物重的绳子股数n=4，则拉力F移动的距离S=4h，拉力F移动速度v1=4v2，由图2知，在文物还未露出水面时拉力F的大小，利用P=
=
=Fv求拉力F做功的功率；
（3）知道物体A的体积和密度，利用G=mg=ρVg求物体A的重力，由图2知，在文物离开水面后拉力F的大小，利用η=
=
求滑轮组的机械效率．
（2）由图1知，承担物重的绳子股数n=4，则拉力F移动的距离S=4h，拉力F移动速度v1=4v2，由图2知，在文物还未露出水面时拉力F的大小，利用P=
| W |
| t |
| Fs |
| t |
（3）知道物体A的体积和密度，利用G=mg=ρVg求物体A的重力，由图2知，在文物离开水面后拉力F的大小，利用η=
| W有用 |
| W总 |
| Gh |
| FS |
解答：解：
（1）文物还未露出水面时受到的浮力F浮为：
F浮=ρ水gV排
=1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10-6m3
=10N；
（2）由图1知，承担物重的绳子股数n=4，则拉力F移动速度v1=4v2=4×0.1m/s=0.4m/s，
由图2知，在文物还未露出水面时拉力F1=20N，
∵P=
=
=Fv，
∴拉力F做功的功率P为：
P=F1v1=20N×0.4m/s=8W；
（3）物体A的重力G为：
G=mg=ρ物gV物
=8.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10-6m3
=80N，
由图2知，在文物离开水面后拉力F的大小为F′=25N，
滑轮组的机械效率：
η=
×100%
=
×100%
=
×100%
=
×100%
=
×100%
=80%．
答：（1）在文物还未露出水面时文物受到的浮力为10N；
（2）拉力F的功率为8W
（3）在文物离开水面后继续缓慢上升过程中滑轮组的机械效率为80%．
（1）文物还未露出水面时受到的浮力F浮为：
F浮=ρ水gV排
=1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10-6m3
=10N；
（2）由图1知，承担物重的绳子股数n=4，则拉力F移动速度v1=4v2=4×0.1m/s=0.4m/s，
由图2知，在文物还未露出水面时拉力F1=20N，
∵P=
| W |
| t |
| Fs |
| t |
∴拉力F做功的功率P为：
P=F1v1=20N×0.4m/s=8W；
（3）物体A的重力G为：
G=mg=ρ物gV物
=8.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10-6m3
=80N，
由图2知，在文物离开水面后拉力F的大小为F′=25N，
滑轮组的机械效率：
η=
| W有用 |
| W总 |
=
| Gh |
| F′S |
=
| Gh |
| F′×4h |
=
| G |
| 4F′ |
=
| 80N |
| 4×25N |
=80%．
答：（1）在文物还未露出水面时文物受到的浮力为10N；
（2）拉力F的功率为8W
（3）在文物离开水面后继续缓慢上升过程中滑轮组的机械效率为80%．
点评：本题为力学综合题，考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、功率公式、机械效率公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，要求灵活运用相关公式求解．
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