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    如图所示装置，水深为2米．一边长为0.2米的正方体物块完全浸没在水中并沉入水底时，整个装置处于平衡状态，AO=2OB，物块重G=100N，当小明用力F拉动绳子使物块上升1米时，求：（g=10N/kg ρ水=1.0×103kg/m3）
    ①物块受到的水的浮力为多少牛顿？
    ②物块在水中上升的过程中小明拉动绳子的力F拉为多少牛顿？
    ③如果拉力F=10N，拉力F所做的功为多少焦耳？
    ④此装置的机械效率为多少？
    ⑤当物体沉入水底时物块上表面所受水的压力为多少牛顿？

    解：
    （1）∵正方体物块完全浸没在水中，
    ∴物块排开水的体积：
    V排=V=（0.2m）3=0.008m3，
    物块受到的水的浮力：
    F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N；
    （2）∵FA+F浮=G
    ∴FA=G-F浮=100N-80N=20N；
    ∵FA×OA=FB×OB，
    即：20N×2OB=FB×OB，
    ∴FB=40N，
    ∵n=5，
    ∴F拉=FB=×40N=8N；
    （3）物块上升h，B端下降hB=h=0.5m，
    拉力端移动的距离：
    s=5hB=5×0.5m=2.5m，
    拉力F所做的功（总功）：
    W=Fs=10N×2.5m=25J；
    （4）W有用=FAh=20N×1m=20J，
    此装置的机械效率：
    η===80%；
    （5）当物体沉入水底时物块上表面所处的深度：
    h=2m-0.2m=1.8m，
    上表面受到水的压强：
    p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1800N，
    上表面受水的压力：
    F=pS=1800N×0.2m×0.2m=72N．
    答：①物块受到的水的浮力为80N；
    ②物块在水中上升的过程中小明拉动绳子的力F拉为8N；
    ③如果拉力F=10N，拉力F所做的功为25J；
    ④此装置的机械效率为80%；
    ⑤当物体沉入水底时物块上表面所受水的压力为72N．
    分析：（1）知道正方体物块的边长，求出物块的体积（排开水的体积），利用阿基米德原理求物块受到的水的浮力；
    （2）物块在水中上升的过程中，受到重力等于拉力加上浮力，据此求出A端受到的拉力，知道两力臂大小关系，根据杠杆平衡条件B端拉力大小；而滑轮组n=5，则可求小明的拉力；
    （3）知道拉力大小，由图知，知道物块上升高度h，B端下降hB=h，而拉力端移动的距离s=5hB，利用W=Fs求拉力F所做的功（总功）；
    （4）利用该装置做的有用功是杠杆A端对物体拉力做的功，再利用效率公式求此装置的机械效率；
    （5）求出当物体沉入水底时物块上表面所处的深度，利用液体压强公式求上表面受到水的压强，利用F=pS求上表面受水的压力．
    点评：本题考查了学生对阿基米德原理、杠杆平衡条件、滑轮组机械效率公式、液体压强公式的理解和掌握，关键是公式的灵活运用，易错点：使用此装置有用功和额外功的确定、拉力端移动距离的计算．
    练习册系列答案
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    （1）该木块A的密度为
    0.4×103
    0.4×103
    kg/m3．此时容器底受到水的压强为
    2×103
    2×103
    Pa．
    （2）向容器内缓慢加水，直至木块A刚好完全浸没水中，立即停止加水，此时弹簧对木块A 的作用力为F1，在原图上画出此时水面的大致位置．
    （3）打开阀门B缓慢放水，直至木块A刚好完全离开水面时，立即关闭阀门B，此时弹簧对木块A的作用力为F2，则F1、F2之比是
    3：2
    3：2
    ．

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    求：
    （1）圆柱形物体的密度；
    （2）未知液体的密度；
    （3）作用在B端的拉力F3 大小；（小数点后保留两位）
    （4）未知液体对圆柱形容器底部的压强．

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