Question

中华神州打捞公司用如图所示的滑轮组，打捞沉在长江三峡江底一个方形物体．物体上表面距离水面50米，重力为2400N，体积为0.2m³．打捞时匀速提升该物体．（g=10N/kg   ρ_水=1.0×10³kg/m³）  求：
①物体沉在江底时，上表面受到的水的压强；
②物体在露出水面之前受到水的浮力；
③物体在露出水面之前，人的水平拉力F
【设物体在露出水面之前此装置的机械效率为80%】

Answer 1

【答案】分析：①已知物体上表面所在的深度，利用P=ρgh可以得到此处受到的压强；
②已知物体露出水面之前排开水的体积，利用F_浮=ρ_液gV_排得到受到的浮力；
③已知物重和浮力，可以得到物体出水前滑轮组对物体的拉力F′；已知作用在动滑轮上的绳子有两股和装置的机械效率，利用公=的变形公式F=得到拉力．
解答：解：
（1）物体上表面受到的压强为
P=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×50m=5×10⁵Pa；
（2）物体露出水面前受到的浮力为
F_浮=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.2m³=2000N；
（3）物体出水前，滑轮组对物体的拉力为F′=G-F_浮=2400N-2000N=400N
作用在绳子末端的拉力为F===250N．
答：
（1）物体上表面受到的压强为5×10⁵Pa；
（2）物体露出水面前受到的浮力为2000N；
（3）物体出水前，作用在绳子末端的拉力为250N．
点评：在此装置中，物体出水前后的机械效率是不同的：出水前较小，出水后较大，出水过程中不断增大．