Question

8．如图所示，为了清洗水池，某工人重650N，站在池外地面上，用100N的拉力向下匀速拉动绳子提起一浸没在水中体积为1.5×10^-2m³、重390N的石块（石块始终浸没在水中，且忽略水对石块的阻力，ρ_水=1×10³kg/m³，g=10N/kg）求：
（1）石块浸没在水中时受到的浮力；
（2）将石块提升到石块上表面与水面齐平的过程中滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）知道物体的体积（浸没水中排开水的体积），利用阿基米德原理求物体浸没在水中时受到的浮力；
（2）提起物体时，滑轮组受到的拉力F_拉等于物体重力减去受到的浮力，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求提起物体时滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）石块浸没在水中，所受浮力：
F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×1.5×10^-2m³×10N/kg=150N；
（2）W_有=（G-F_浮）×h=（350N-150N）×h=240N×h，
W_总=Fs=100N×3h，
提起物体时滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}×$100%=$\frac{240N×h}{100N×3h}$×100%=80%．
答：（1）物体浸没在水中时受到的浮力为150N；
（2）提起物体时滑轮组的机械效率为80%．

点评 本题为力学综合题，考查了压强、浮力、机械效率的计算，本题易错点在第三问，关键是求出对滑轮组的拉力F_拉=G_物-F_浮．