Question

【題目】某工程隊在一次水下施工作業(yè)中，用如圖所示的滑輪組將浸沒在河底的實心物體從深水中吊起．物體的密度為2.6×103kg/m3 ， 體積是1.5m3 ， 所用的拉力F是2.0×104N，物體在20s內(nèi)勻速上升了2m（未露出水面），不計水的阻力．求：
（1）物體受到的重力；
（2）物體受到的浮力；
（3）拉力F做功的功率；
（4）滑輪組的機械效率．

Answer 1

【答案】
（1）已知：物體的密度為ρ物=2.6×103kg/m3，體積是V=1.5m3，所用的拉力F=2.0×104N，時間t=20s，高度h=2m

∵ρ=

∴物體質(zhì)量m=ρ物V=2.6×103kg/m3×1.5m3=3.9×103kg，

物體的重力G=mg=3.9×103kg×10N/kg=3.9×104N

答：物體受到的重力為3.9×104N

（2）物體受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.5m3=1.5×104N

答：物體受到的浮力為1.5×104N

（3）拉力移動距離s=2h=2×2m=4m，

拉力做的總功W總=Fs=2.0×104N×4m=8×104J，

拉力的功率P= = =4×103W

答：拉力F做功的功率為4×103W

（4）滑輪組對物體的拉力F拉=G﹣F浮=3.9×104N﹣1.5×104N=2.4×104N，

滑輪組對物體做的有用功：

W有用=F拉h=2.4×104N×2m=4.8×104J，

滑輪組的機械效率：

η= ×100%= ×100%=60%

答：滑輪組的機械效率為60%

【解析】（1）根據(jù)ρ= 求出物體質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出重力；（2）根據(jù)F浮=ρ水gV排求出浮力；（3）根據(jù)s=2h求出拉力移動距離，根據(jù)W=Fs求出拉力做的總功，根據(jù)P= 求出拉力的功率；（4）根據(jù)對物體的受力分析求出滑輪組對物體的拉力，根據(jù)W=Fh求出有用功，根據(jù)η= 求出機械效率．
【考點精析】關(guān)于本題考查的重力的計算和阿基米德原理，需要了解重力的計算公式：G=mg；阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個規(guī)律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排才能得出正確答案．