Question

如图所示，利用滑轮组匀速提升水中物体A的示意图，滑轮组固定在钢架上，滑轮组中的两个滑轮质量相等．物体A底面积为20cm²，密度为6×10³kg/m³．底面积为40cm²的圆柱形玻璃筒中装有一定量的水，当物体A完全浸没在水中时液面上升了15cm；在绳端拉力F为20N的作用下，物体A从水中匀速上升，物体A有

1

3

的体积露出水面，筒中水的深度变化了5cm；此时，物体A所受的浮力为F_浮，水在物体A底面处产生的压强为p，滑轮组的机械效率为η．g取10N/kg，则下列选项正确的是（　　）

• A、p的大小为200Pa
• B、F_浮的大小为2N
• C、滑轮组的机械效率η为80%
• D、物体A的重力为40N

Answer 1

分析：（1）由物体A浸没水面上升的高度，可求物体的体积；利用m=ρV可求物体的质量，再利用G=mg求物体A的重；
（2）由题知，在绳端拉力F为20N的作用下，物体A从水中匀速上升，物体A有

1

3

的体积露出水面时，求出排开水的体积，知道A的底面积，可求出浸入的深度，利用液体压强公式求水在物体A底面处产生的压强p的大小；
利用阿基米德原理求此时受到的浮力；
利用η=

W有用

W总

×100%=

(GA-F浮)h

Fs

×100%=

(GA-F浮)h

F2h

×100%=

GA-F浮

2×F

×100%求滑轮组的机械效率．

解答：解：
（1）物体的体积：
V_A=S_容h=40cm²×15cm=600cm³=600×10^-6m³，
由ρ=

m

V

得物体的质量：
m_A=ρ_AV=6×10³kg/m³×600×10^-6m³=3.6kg，
物体A的重：
G=mg=3.6kg×10N/kg=36N，故D错；
（2）在绳端拉力F为20N的作用下，物体A从水中匀速上升，
当物体A有

1

3

的体积露出水面时，物体A有

1

3

的体积露出水面，
V_排=

2

3

V_A=

2

3

×600×10^-6m³=400×10^-6m³，
浸入深度：
h=

V排

SA

=

400cm3

20cm2

=20cm，
水在物体A底面处产生的压强：
p=ρ_水gh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.2m=2000Pa，故A错；
此时受到的浮力：
F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×400×10^-6m³×10N/kg=4N，故B错；
此时拉力F=20N，
滑轮组的机械效率：
η=

W有用

W总

×100%=

(GA-F浮)h

Fs

×100%=

(GA-F浮)h

F2h

×100%=

GA-F浮

2×F

×100%=

36N-4N

2×20N

×100%=80%，故C正确．
故选C．

点评：本题看似是一选择题，实质是一比较复杂的计算题，综合考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、液体压强公式、机械效率公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，属于难题！