Question

【題目】如圖所示，用滑輪組提升水中的物體A，若物體的質量為140kg，體積為60dm3，滑輪組的機械效率為80%，取g=10N/kg，不計繩重及輪與軸的摩擦，求

（1）物體A在水中被勻速提升時，拉力F是多大？

（2）如果動滑輪掛鉤用鋼絲繩與物體A相連，而連接滑輪組的繩子所能承受的最大拉力為350N，當物體露出水的體積多大時繩子會斷？此時物體A受到的浮力是多少？

Answer 1

【答案】（1）250N；（2）200N．

【解析】解：（1）由題圖可知，承擔重物的繩子的股數n=4，繩子自由端受到的拉力為F，

物體A浸在水中，繩子對A的拉力

，

由可得，拉力F為

（2）由

可得，動滑輪重，

當連接滑輪組的繩子所承受的最大拉力為F’=350N時，根據可得繩子對物體A的拉力

此時物體A受到的浮力，

由阿基米德原理可得，物體A浸在水中的體積

，

所以物體A露出水面的體積V露=V-V排=60dm3-20dm3=40dm3

答：（1）物體A在水中被勻速提升時，拉力F是250N。（2）如果動滑輪掛鉤用鋼絲繩與物體相連，而滑輪組繩索能承受到最大拉力為350N，當物體露出水面體積為40dm3時，繩子會斷，此時A受到的浮力為200N。