[题目]工人用滑轮组提升水中物体A.如图所示.当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中.工人对绳子竖直向下的拉力为220N.当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中.滑轮组的机械效率为η.工人对绳子竖直向下的拉力为F.已知:物体A所受重力为1000 N.体积为8.0×10-2 m3.水的密度为ρ水＝1.0×103 kg/m3.滑轮与轴的摩擦.水� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】工人用滑轮组提升水中物体A，如图所示，当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为220N。当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，滑轮组的机械效率为η，工人对绳子竖直向下的拉力为F。已知：物体A所受重力为1000 N，体积为8.0×10-2 m3，水的密度为ρ水＝1.0×103 kg/m3。滑轮与轴的摩擦、水的阻力以及绳重不计，g取10N/kg。求：

（1）物体A完全在水面下时受到的浮力；

（2）工人对绳子竖直向下的拉力F；

（3）滑轮组的机械效率η（结果保留一位小数）。

【答案】（1）800N；（2）620N；（3）80.6%

【解析】

(1)物体A完全在水面下时

V排=VA=8.0×10-2 m3

由阿基米德原理得,此时的浮力为

F浮=ρ水g V排=1.0×103 kg/m3×10N/kg×8.0×10-2 m3=800N

此时A对绳子的拉力为

FA=GA- F浮=1000N-800N=200N

由图知该滑轮组承重绳子的段数为n=2，在滑轮与轴的摩擦、水的阻力以及绳重不计的情况下有

2F拉=G动+ FA

所以动滑轮的重力为

G动=2F拉- FA=2×220N-200N=240N

(2)当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中, 工人对绳子竖直向下的拉力F为

F=(GA+ G动)=(1000N+240N)=620N

(3) 滑轮组的机械效率η为

η=====80.6%

答：(1)物体A完全在水面下时受到的浮力为800N；

(2)工人对绳子竖直向下的拉力F为620N；

(3) 滑轮组的机械效率η为80.6%。

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