Question

【题目】如图所示，重物A是体积为10dm3 ， 密度为7.9×103 kg/m3的实心金属块，完全浸没在水中．现缓慢将重物A提升2m，所用拉力为400N，重物始终未提出水面．不计摩擦，g取10N/kg．求：
（1）物体受到的浮力；
（2）动滑轮重；【要求：画出受力分析图】
（3）该滑轮的机械效率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由阿基米德原理得物体A受到的浮力：F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10×10﹣3m3×10N/kg=100N；
（2）解：动滑轮受到4个力的作用，竖直向上的两个拉力F、浮力、动滑轮的重力、物体A对动滑轮向下的拉力（拉力等于A的重力）；力的示意图如图：

；

A的重力为：GA=mAg=ρ物gV=7.9×103kg/m3×10N/kg×10﹣2m3=790N；

则力的大小关系为：2F+F浮=GA+G动，带入数据得：2×400N+100N=790N+G动，解得G动=110N；

（3）解：若实际所用拉力为400N，物体A上升2m，则

有用功：W有=（G﹣F浮）h=（790N﹣100N）×2m=1380J；

总功：W总=F′s=400N×4m=1600J；

此时动滑轮的效率：η= ×100%= ×100%=86.25%．

【解析】（1）根据阿基米德原理求出物体受到的浮力；（2）对动滑轮受力分析，根据合力的大小求出动滑轮的重力；（3）实际所用拉力为400N，求出有用功和总功，利用η= 求出滑轮组的机械效率．
【考点精析】解答此题的关键在于理解滑轮组绳子拉力的计算的相关知识，掌握1、根据题意确定重物和动滑轮的重力由几段绳承担，用n 表示．2、确定重物的上升距离，和拉力F 的绳端的移动距离；重物的上升距离为:h则拉力F 的绳端的移动距离就是：nh；3、看是否计动滑轮的重力．（绳重与摩擦一般情况都不计）当不计动滑轮重力时，拉力F = (1/n)G物 ；当计动滑轮重力时，拉力F = (1/n)（G物 + G轮），以及对阿基米德原理的理解，了解阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力．这个规律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排．