Question

物体A为实心正方体金属块，边长为10cm，密度为7.9×10³ kg/m³，将其浸没在水中，物体上表面距水面5cm（上表面与水面平行）．若不计绳重和摩擦（g=10N/kg）求：
（1）物体下表面受到水的压强是多少？
（2）物体受到的浮力是多少？
（3）若实际所用的拉力F=46N，则动滑轮的机械效率是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知正方体的边长和上表面距水面的距离，可求下表面距离水面的距离，根据公式P=ρgh可求物体下表面受到水的压强；
（2）物体完全浸没，排开水的体积等于物体自身的体积，根据公式F_浮=ρ_水gV_排可求物体受到的浮力；
（3）根据公式G=mg=ρVg可求物体的重力，滑轮受到的向下的拉力等于物体的重力与物体所受浮力之差，再利用公式η=求出机械效率．
解答：解：（1）h=（5+10）×10^-2m=0.15m；
物体下表面受到的压强：
p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.15m=1.5×10³Pa；
（2）因为物体浸没
所以V_排=V_物=（10cm）³=10^-3m³；
物体受到的浮力：
F_浮=G_排=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10^-3m³=10N；
（3）物体受到的重力：
G=mg=ρ_铁gV_物=7.9×10³kg/m³×10N/kg×10^-3m³=79N；
动滑轮的机械效率：
η====75%．
答：（1）物体下表面受到的压强是1.5×10³ Pa．（2）物体受到的浮力是10 N．（3）动滑轮的机械效率是75%．
点评：本题考查液体压强、浮力、重力、机械效率等的计算，重点是对物体进行受力分析，本题考查知识点较多，主要考查学生对所学物理知识的灵活运用能力．