Question

【题目】如图所示是用滑轮组从水中匀速提升物体的情景（注：物体一直浸没在水中）．已知物体重G1=400N，动滑轮重 G2=50N，忽略绳重和摩擦，人对绳子拉力F=100N．求：

（1）物体浸没在水中受到浮力的大小；
（2）物体的密度大小；
（3）滑轮组的机械效率．

Answer 1

【答案】
（1）由图可知，n=3，

∵忽略绳重和摩擦，

∴F= （G轮+F拉）

∴滑轮组对物体的拉力：

F拉=3F﹣G轮=3×100N﹣50N=250N，

∵G1=F浮+F拉，

∴F浮=G1﹣F拉=400N﹣250N=150N

答：物体浸没在水中受到浮力的大小为150N

（2）∵F浮=ρ水V排g，

∴V排= = =0.015m3，

物体的体积：

V=V排=0.015m3，

物体的质量：

m= = =40kg，

ρ= = =2.67×103kg/m3

答：物体的密度为2.67×103kg/m3

（3）滑轮组的机械效率：

η= = = = = ≈83.3%

答：滑轮组的机械效率83.3%

【解析】（1）由图可知，承担物重的绳子股数n=3，忽略绳重和摩擦，利用F= （G轮+F拉）求滑轮组对物体的拉力，而物体重等于物体受到的浮力加上拉力，据此求物体浸没在水中受到浮力的大小；（2）知道物体重可求物体的质量，利用阿基米德原理求物体排开水的体积（物体的体积），再利用密度公式求物体的密度；（3）利用η= = = = 求滑轮组的机械效率．
【考点精析】解答此题的关键在于理解重力的计算的相关知识，掌握重力的计算公式：G=mg，以及对阿基米德原理的理解，了解阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力．这个规律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排．