Question

【题目】如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为 100N， 均匀实心金属块的密度为 8×10 3kg/m3，金属块的质量为 80kg。绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计， 金属块一直匀速上升。（水的密度 ρ 水=1.0×10 3kg/m3，g 取 10N/kg）

（1） 在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；

（2） 在金属块未露出水面时，求人的拉力 F；

（3） 金属块在水中匀速上升 2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功。

Answer 1

【答案】（1）100N；（2）400N；（3）1600J。

【解析】

（1）因为金属块浸没水中，所以金属块排开水的体积：；金属块所受的浮力：=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N；

（2）由图知，使用的滑轮组n=2，金属块未露出水面时，绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，人的拉力：；

（3）拉力端移动距离s=2h=2×2m=4m，人的拉力所做的功：=400N×4m=1600J。