Question

【題目】如圖所示，工人將一底面積為0.06m2，高為2m，密度為2.0×103kg/m3的圓柱形實心物體從水下勻速提升1m，當物體未露出水面時，求（g取10N/kg）

（1）此時物體受到的浮力；

（2）若不計繩與輪間摩擦及滑輪自重，工人對繩的拉力大小是多少N？

（3）若工人對繩的拉力為400N，使物體勻速上升，求此裝置的機械效率？

Answer 1

【答案】（1）1.2×103N；（2）300N；（3）75%

【解析】

試題分析：（1）當物體未露出水面時，V排=V=Sh=0.06m2×2m=0.12m3，則F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1.2×103N；（2）由ρ=m/V得：G=mg=ρ物gV=2.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=2.4×103N；物體未露出水面時，物體對滑輪組的拉力為F′=G-F浮=2.4×103N-1.2×103N=1.2×103N，由圖示可知繩子的股數(shù)為n=4，若不計繩與輪間摩擦及滑輪自重，則拉力F=1/nF′=1/4×1.2×103N=300N；（3）此時有用功是動滑輪對物體的拉力做的功，所以機械效率η=W有/W總=F′/4F拉=1200N/（4×400N）=75%。