Question

如图所示用滑轮组将质量为2kg，体积为1dm³的物体在10秒内匀速提升了5m，物体始终没有露出水面，如拉力为10N，g=10N/kg，则下列说法正确的是（ ）

A．物体所受浮力为1N
B．物体的密度是2.0×10³g/cm³
C．滑轮组的有用功率为10W
D．该滑轮组的机械效率为50%

Answer 1

【答案】分析：（1）已知物体的体积和完全浸没，根据F_浮=ρgV_排求出物体所受浮力；
（2）已知物体的质量和体积，根据ρ=求出物体的密度；
（3）对物体受力分析可知，受到竖直向上的浮力和绳子的拉力、竖直向下的重力，根据力的平衡求出动滑轮对物体的拉力，根据W=Fs求出滑轮组的有用功，再根据P=求出有用功率；
（4）由图可知，绳子的股数n=2，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离，根据W=Fs求出拉力做的总功，根据效率公式求出该滑轮组的机械效率．
解答：解：（1）∵物体完全浸没，
∴V_排=V=1dm³=10^-3m³，
物体所受浮力F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10^-3m³=10N，故A选项不正确；
（2）物体的密度ρ===2.0×10³kg/m³，故B选项不正确；
（3）动滑轮对物体的拉力F_拉=G-F_浮=mg-F_浮=2kg×10N/kg-10N=10N，
滑轮组的有用功W_有=F_拉s_物=10N×5m=50J，
有用功率P_有===5W，故C选项不正确；
（4）拉力F做的总功W_总=Fs_绳=Fns_物=10N×2×5m=100J，
该滑轮组的机械效率η===50%，故D选项正确．
故选D．
点评：本题考查了阿基米德原理、密度公式的应用、滑轮组的拉力和物重的关系、机械效率、绳子自由端和物体升高距离的关系等，把浮力和滑轮组联系起来，综合性非常强，给解题带来难度．