Question

如图所示，用滑轮组提升始终浸没在水中的物体A．已知定滑轮重4N，动滑轮重3N．物体A重8N，在拉力F=5N的作用下，物体A在水中匀速上升．不计水的阻力、绳重和轴摩擦．求：
（1）物体A受到的浮力（要求画出受力分析图）；
（2）滑轮组的机械效率．

Answer 1

解：（1）由图可知，n=2，
∵不计水的阻力、绳重和轴摩擦，
∴F=（G_动+F_拉）
∴滑轮组对物体的拉力：
F_拉=2F-G_动=2×5N-3N=7N，
物体A受力情况如图：
∴G_A=F_浮+F_拉，
∴F_浮=G_A-F_拉=8N-7N=1N；
（2）滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=70%．
答：（1）物体浸没在水中受到浮力的大小为1N；
（2）滑轮组的机械效率为70%．
分析：（1）由图可知，承担物重的绳子股数n=2，不计水的阻力、绳重和轴摩擦，利用F=（G_动+F_拉）求滑轮组对物体的拉力，而物体重等于物体受到的浮力加上拉力，据此求物体浸没在水中受到浮力的大小；
（2）利用η====求滑轮组的机械效率．
点评：本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、效率公式的掌握和运用，本题关键：一是利用好忽略绳重和摩擦，F=（G_轮+F_拉）；二是利用好推导公式：η====．