Question

【题目】小华用如图所示的滑轮组从水面以下竖直缓慢匀速提升（不计水的阻力）一个重200N，体积为8×10-3 m3的正方体物块A。（水的密度ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg）

（1）求物块A在水面以下所受浮力的大小；

（2）小华利用此滑轮组从水面以下竖直缓慢匀速提升正方体物块A的过程中，物块A的下表面所受水的压强为1.2×104Pa时，求物块A下表面距水面的竖直高度；

（3）若小华利用此滑轮组从水面以下竖直缓慢匀速提起正方体物块A的过程中，（物块A始终在水面以下）他对绳自由端的拉力为75N，求该滑轮组的机械效率。

Answer 1

【答案】(1) 80N；(2) 1.2m；(3) 80%

【解析】

(1)物体浸没在水中时排开水的体积V排=V=8×10-3 m3，物块A在水面以下所受浮力的大小

F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3 ×10N/kg×8×10-3 m3 =80N

(2)由知道，物块A的下表面所受水的压强为1.2×104Pa时，物块A下表面距水面的竖直高度

(3)设物体在水下上升h，此过程做的有用功

W有=（G-F浮）h

由图知道，滑轮组绳子的有效段数是n=2，所以拉力做的总功

W总=2Fh

由知道，该滑轮组的机械效率

答：(1)物块A在水面以下所受浮力的大小80N；

(2)物块A的下表面所受水的压强为1.2×104Pa时，物块A下表面距水面的竖直高度是1.2m；

(3)该滑轮组的机械效率80%。