Question

【题目】如图所示，某工人站在水平面上，用100N的拉力向下匀速拉动绳子，提起一浸没在水中体积为1.2×10﹣2m3 ， 重360N的正方体物体．已知容器的底面积为24dm2 ． （物体始终浸没在水中，且忽略水对物体的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3 ， g=10N/kg）求：
（1）物体浸没在水中时受到的浮力；
（2）物体浸没在水中时，水对容器底部的压强增加了多少；
（3）提起物体时滑轮组的机械效率．

Answer 1

【答案】
（1）解：石块浸没在水中，所受浮力：

F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×1.2×10﹣2m3×10N/kg=120N

（2）解：当物体浸没时，液面上升的高度是：

△h= = =0.05m；

物体浸没在水中时，水对容器底部的压强增加了

△p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa

（3）解：据题目可知，此时的有用功是：

W有=（G﹣F浮）×h=（360N﹣120N）×h=240N×h

此时的总功是：W总=Fs=100N×3h

提起物体时滑轮组的机械效率：

η= = ×100%=80%

【解析】（1）据阿基米德原理计算出物体全部浸没时的浮力即可；（2）据物体的体积和容器的底面积，计算出容器内液体升高的高度，而后据液体内部压强的计算公式计算即可；（3）假设物体上升的高度是h，则绳子自由端移动的距离是3h，故结合有用功、总功和效率的计算方法计算即可；
【考点精析】通过灵活运用液体的压强的计算和浮力大小的计算，掌握液体内部压强的公式：p=ρgh ρ指密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,单位:m,压强单位(Pa) 注意：h 指液体的深度，即某点到液面的距离；浮力的公式为：F浮= G排 =ρ液gv排即可以解答此题．