Question

【题目】如图是某人通过滑轮组将重物G从水中向上拉起的示意图。已知重物G是由均匀材料制成的长方体，它的底面积为0.1m2，高为10cm，质量为60kg。装置中所用的滑轮完全相同，所受的重力均为50N。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（g取10N/kg，ρ水=1g/cm3）……（　　）

A. 绳子对物体G的拉力为0时，物体G对容器的压强为6000Pa

B. 人将物体G向上拉起的过程中，人对绳子的拉力最大为325N

C. 当物体G有一半体积露出水面时，它所受的浮力为50N

D. 若用该滑轮组提升质量更大的物体时，它的机械效率将变大

Answer 1

【答案】BCD

【解析】长方体的体积：V=Sh=0.1m2×0.1m=0.01m3，长方体浸没时受到的浮力：F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N，长方体的重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N，绳子对物体G的拉力为0时，物体G对容器的压力：F压=G-F浮=600N-100N=500N，物体G对容器的压强：p=F压/S=500N/0.1m2=5000Pa，故A错误；

人将物体G向上拉起的过程中，当长方体完全露出水面时，人对绳子的拉力最大，由图可知，n=2，忽略绳重及摩擦，则人对绳子的最大拉力：F=（G+G动）/n =（600N+50N）/2=325N，故B正确；

当物体G有一半体积露出水面时，排开水的体积为V/2，则物体所受的浮力：F浮′=ρ水gV排′=ρ水g×V/2=F浮/2=100N/2=50N，故C正确；

若用该滑轮组提升质量更大的物体时，不论长方体浸入水中或在空气中，动滑轮对物体的拉力F_拉 变大；且动滑轮对物体的拉力所做的功为有用功，克服动滑轮重力所做的功为额外功（忽略绳重及摩擦），则滑轮组的机械效率：η=W有/W总×100%=F拉h/F拉h+G动h×100%=F拉/F拉+G动×100%=1/1+G动/F拉×100%，由表达式可知，F拉变大时，G动/F拉减小，机械效率增大；所以，用该滑轮组提升质量更大的物体时，它的机械效率将变大，故D正确，故选BCD。