Question

（2012?達州）人們利用如圖所示的滑輪組將浸沒在河底的實心物體A打撈上來，物體A的密度為9.0×10³Kg/m³，體積為100dm³．在5000N的拉力F作用下，物體A在2s內勻速豎直上升2m（物體未露出水面），不計水的阻力，g=10N/Kg．求：
（1）物體A受到的浮力．
（2）拉力F做功的功率．
（3）滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析：（1）知道物體A的體積（浸沒水中排開水的體積）利用阿基米德原理求物體A受到的浮力；
（2）由圖知，承擔物重的繩子股數n=2，則拉力F移動的距離S=2h，利用W=FS求拉力F所做的總功，又知道做功時間，利用P=

W

t

求拉力F做功的功率；
（3）知道物體A的體積和密度，利用G=mg=ρVg求物體A的重力，知道拉力大小，利用η=

W有用

W總

=

(G-F浮)h

FS

求滑輪組的機械效率．

解答：解：
（1）物體A受到的浮力F_浮為：
F_浮=ρ_水gV_排
=1.0×10³kg/m³×10N/kg×100×10^-3m³
=1000N；
（2）拉力F移動的距離S為：
S=2h=2×2m=4m，
拉力F所做的總功W_總為：
W_總=FS=5000N×4m=20000J，
則拉力F做功的功率P為：
P=

W總

t

=

20000J

2s

=10000W=10kW；
（3）物體A的重力G為：
G=mg=ρ_物gV_物
=9.0×10³Kg/m³×10N/Kg×100×10^-3m³
=9000N，
滑輪組的機械效率：
η=

W有用

W總

×100%
=

(G-F浮)h

FS

×100%
=

G-F浮

2F

×100%
=

9000N-1000N

2×5000N

×100%
=80%．
答：（1）物體A受到的浮力為1000N．
（2）拉力F做功的功率為10kW．
（3）滑輪組的機械效率為80%．

點評：本題為力學綜合題，考查了學生對重力公式、密度公式、阿基米德原理、功率公式、機械效率公式的掌握和運用，知識點多、綜合性強，要求靈活運用相關公式求解．