题目内容

【题目】工人用滑轮组提升水中物体A，如图所示，当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为220N。当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，滑轮组的机械效率为η，工人对绳子竖直向下的拉力为F。已知：物体A所受重力为1000 N，体积为8.0×10-2 m3，水的密度为ρ水＝1.0×103 kg/m3。滑轮与轴的摩擦、水的阻力以及绳重不计，g取10N/kg。求：

(1)物体A完全在水面下时受到的浮力；

(2)物体A完全在水面下时受到绳子的拉力；

(3)工人对绳子竖直向下的拉力F；

(4)滑轮组的机械效率η（结果保留一位小数）。

【答案】(1)800N；(2)200N；(3)620N；(4)80.6%

【解析】

(1)因物体A完全在水面下，排开水的体积和自身的体积相等，所以，受到的浮力

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8.0×10-2m3=800N

受到的浮力为800N。
(2)因物体A完全在水面下被匀速提升，所以，受到绳子的拉力和物体的重力、浮力构成平衡力，即

F拉+F浮=GA

则绳子的拉力

F拉=GA-F浮=1000N-800N=200N

物体A完全在水面下时受到绳子的拉力为200N。
(3)当物体A完全在水面上下被匀速提升的过程中，以动滑轮为研究对象，物体A的拉力和绳子对它的拉力、动滑轮的重力构成平衡力，则动滑轮的重力

G动=nF人-F拉=2×220N-200N=240N

物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，工人对绳子向下的拉力

工人对绳子竖直向下的拉力为620N。
(4)滑轮组的机械效率

滑轮组的机械效率为80.6%。
答：(1)物体A完全在水面下时受到的浮力为800N；
(2)物体A完全在水面下时受到绳子的拉力为200N；
(3)工人对绳子竖直向下的拉力F为620N；
(4)滑轮组的机械效率η为80.6%。

练习册系列答案
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