Question

图是小明用滑轮组提升水中物体A的示意图．当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，物体A所受浮力为80N，小明对绳子竖直向下的拉力为F₁，水平地面对小明的支持力为N₁．当物体A有

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的体积露出水面且静止时，小明对绳子竖直向下的拉力为F₂，水平地面对小明的支持力为N₂．已知动滑轮所受重力为120N，小明所受重力为600N，N₁：N₂=13：12．不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，试计算物体A所受重力为多少N．

Answer 1

分析：（1）物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，物体受到的拉力等于自身的重力和浮力之差，动滑轮上所受的向下的合力等于自身的重力加上重物的拉力，根据动滑轮省一半的力表示出人对绳子的拉力，人受到的支持力等于人的重力减掉绳子的拉力；
（2）当物体A有

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的体积露出水面且静止时，先根据阿基米德原理求出此时受到的浮力，同（1）的分析得出此时人受到的支持力，利用N₁、N₂的关系建立等式即可求出物体A所受的重力．

解答：解：设物体的重力为G
（1）当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，动滑轮受到的合力：
F_合=G_动+（G-F_浮）=120N+（G-80N）=G+40N，
绳子的拉力：
F=

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F_合=

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（G+40N），
此时地面对小明的支持力：
N₁=G_人-F=600-F=600N-

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（G+40N）--------①
（2）重物受到的水的浮力应该只有一半时，
根据F_浮=ρgV_排可知，F_浮′=

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F_浮=

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×80N=40N，
动滑轮上所受的向下的合力：
F_合′=G_动-F_浮′=120N+（G-40N）=G+80N，
绳的拉力：
F′=

1

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F_合′=

1

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（G+80N），
此时地面对小明的支持力：
N₂=G_人-F′=600N-

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（G+80N）---------②
联解以上①②和N₁：N₂=13：12可得：G=640N．
答：物体A所受重力为640N．

点评：这是一道力学的综合题，它包含了阿基米德原理、力的合成、滑轮组的知识等，对物体进行受力分析是关键，得出人受到支持力的表达式是难点．