Question

如图所示，用滑轮组提升水中的物体A，若物体的质量为140kg，体积为60dm³，滑轮组的机械效率为80%，取g=10N/kg，不计绳重及轮与轴的摩擦，求：
（1）物体A在水中被匀速提升时，拉力F是多大？
（2）如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体A相连，而连接滑轮组的绳子所能承受的最大拉力为350N，当物体露出水的体积多大时绳子会断？

Answer 1

解：
（1）物体A在水中受到的浮力F_浮＝ρ_水gV_排＝600N， G=mg=1400N，动滑轮上有四股绳子，提升时，绳子自由端移动距离是重物上升高度的4倍，即s=4h，因此在水中匀速提升时的机械效率   解之＝250N
（2）设动滑轮重为G₀，由匀速上升的力的平衡条件有F＝（G₀＋G－F_浮）/n 得G₀＝4F＋F_浮－G＝200N 当绳中拉力达最大值F_m=350N时，设物体部分露出水面后浮力变为F_浮'，同理 F_m=（G₀+G－F_浮'）/n 得F_浮'＝ G₀＋G－4F_m＝200N 由于所以露出水面的体积为＝40dm³ 。