Question

【題目】質(zhì)量為550kg、體積為0.1m3的一只密封箱子沉沒于水面下5m深處，工人們用如圖所示的滑輪組打撈箱子。求：

（1）5m深處水產(chǎn)生的壓強(qiáng)；

（2）箱子完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力；

（3）箱子在水中被勻速提起時(shí)，所用的拉力F為2×103N，滑輪組的機(jī)械效率？

Answer 1

【答案】（1）4.9×104Pa；（2）980N；（3）73.5%。

【解析】

（1）已知箱子在水中的深度，根據(jù)公式p=ρgh求出水產(chǎn)生的壓強(qiáng)。
（2）物體完全浸沒時(shí)排開液體的體積和本身的體積相等，根據(jù)阿基米德原理求出箱子完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力。
（3）由圖可知繩子的有效股數(shù)為3，箱子在水中被勻速提起時(shí)，滑輪組對(duì)物體的拉力F′等于箱子的重力G=mg減掉受到的浮力F浮，根據(jù)滑輪組的機(jī)械效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率。

（1）5m深處水產(chǎn)生的壓強(qiáng)：

p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5m=4.9×104Pa；

（2）箱子完全浸沒時(shí)：

F浮=ρgV=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m3=980N；

（3）由圖可知n=3，

箱子在水中被勻速提起時(shí)，滑輪組對(duì)物體的拉力：

F′=G-F浮=mg-F浮=550kg×9.8N/kg-980N=4410N，

滑輪組的機(jī)械效率：

η======73.5%。