Question

【題目】用如圖所示的滑輪組從水中提升物體A，物體A完全在水面下勻速豎直上升的過程中，卷揚機在繩子自由端豎直向下的拉力為F，滑輪組的機械效率為 .已知：F=400N， =80%，物體A的體積V=9dm3 ， g取10N/kg，繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力均忽略不計.求：

（1）物體A的浮力F浮；
（2）物體A所受的重力GA.

Answer 1

【答案】
（1）解：物體A所受浮力：F浮＝水gVA＝1×103kg/m3×10N/kg×9×10－3m3＝90N
答：物體A的浮力F浮為90N；

（2）解：在勻速提升水中物體A的過程中，以動滑輪和物體A為研究對象，受力分析如下圖所示；滑輪組的機械效率η=W有/W總=（GA-F浮）/2F，代入數據得：80%=（GA-900V）/（2×400N），解得：GA=730N.

答：物體A所受的重力GA為730N.

【解析】（1）物體A浸沒在水中，即V排=VA，利用公式F浮＝水gV排即可求出物體A所受浮力；
（2）物體A完全在水面下勻速豎直上升的過程中，繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力均忽略不計，則W有=（GA-F浮）h，W總=F×2h，而η=80%，由滑輪組的機械效率公式即可求出物體A所受的重力GA.