Question

3．如图甲所示，质量为60kg的小明坐在地上，最多能拉着质量为400kg的物体A在水平地面上做匀速直线运动，已知物体A所受阻力为物重的0.2倍，则小明对物体A的拉力是800N．如图乙所示，当小明站立在地面上，利用滑轮组以尽可能大的力竖直向下拉绳子，恰好能将浸没在水中、密度为4×10³kg/m³的物体B缓慢拉离水面，物体B浸没在水中时受到的浮力为300N（不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦，绳子能承受的拉力足够大）．

Answer 1

分析 （1）已知运动过程中物体所受阻力为物重的0.2倍，可以得到阻力；因为物体作匀速直线运动，所以拉力等于阻力；
（2）图中滑轮组有两段绳子，所以物体B受到向上的拉力为小明体重的2倍；当物体B离开水面时，只受到重力和拉力，据此求出物体B的重力，然后求出物体B的体积，再根据阿基米德原理求出物体B浸没在水中时受到的浮力．

解答 解：
（1）由于物体A作匀速直线运动，则拉力为F=f=0.2G=0.2mg=0.2×400kg×10N/kg=800N；
（2）小明对绳子的最大拉力F=G_人=m_人g=60kg×10N/kg=600N，
据图可知，滑轮组有两段绳子承担物重，当物体B离开水面时，G_B=2F=2×600N=1200N；
物体B的体积为：V=$\frac{{m}_{B}}{{ρ}_{B}}$=$\frac{{G}_{B}}{{ρ}_{B}g}$=$\frac{1200N}{4×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.03m³；
物体B浸没在水中时V_排=V=0.03m³；
物体B浸没在水中时受到的浮力为：F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×0.03m³×10N/kg=300N．
故答案为：800；300．

点评 本题考查了二力平衡条件的运用、滑轮组的运用、重力、浮力的计算，涉及到的知识点较多，综合性强．