Question

【题目】如图所示，工人将一底面积为0.06m2，高为2m，密度为2.0×103kg/m3的圆柱形实心物体从水下匀速提升1m，当物体未露出水面时，求（g取10N/kg）

（1）此时物体受到的浮力；

（2）若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是多少N？

（3）若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，求此装置的机械效率？

Answer 1

【答案】（1）1.2×103N；（2）300N；（3）75%

【解析】

试题分析：（1）当物体未露出水面时，V排=V=Sh=0.06m2×2m=0.12m3，则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1.2×103N；（2）由ρ=m/V得：G=mg=ρ物gV=2.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=2.4×103N；物体未露出水面时，物体对滑轮组的拉力为F′=G-F浮=2.4×103N-1.2×103N=1.2×103N，由图示可知绳子的股数为n=4，若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，则拉力F=1/nF′=1/4×1.2×103N=300N；（3）此时有用功是动滑轮对物体的拉力做的功，所以机械效率η=W有/W总=F′/4F拉=1200N/（4×400N）=75%。