Question

【题目】如图所示，工人将一底面积为0.06m2，高为2m，密度为2.0×l03kg/m3的圆柱形实心物体，在5s内从水下匀速提升1m，当物体未露出水面时（g取l0N/kg）。

（1）求此时物体受到的浮力；

（2）若不计绳重及绳与滑轮间摩擦，人拉绳子的功率为400W，求工人对绳子的拉力大小；

（3）当物体完全被拉出水面后，继续匀速上升，求此时滑轮组的机械效率。

Answer 1

【答案】 物体受到的浮力为1.2×103N 工人对绳子的拉力大小为500N 此时滑轮组的机械效率为75%

【解析】（1）圆柱形物体完全浸没在水中排开水的体积：

，

则所受的浮力：

（2）实心物体完全浸没在水中的上升速度，

由图可知，，则所以绳子自由端移动的速度：；

由得：

工人对绳子的拉力：。

（3）实心物体完全浸没在水中时，由于不计绳重及绳与滑轮间摩擦，

则绳端的拉力，

变形可得动滑轮的重力：，

物体的重力：

不计绳重及绳与滑轮间摩擦，则物体完全被拉出水面后滑轮组的机械效率：