Question

【题目】某工程队在一次水下施工作业中，用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体从深水中吊起．物体的密度为2.6×103kg/m3 ， 体积是1.5m3 ， 所用的拉力F是2.0×104N，物体在20s内匀速上升了2m（未露出水面），不计水的阻力．求：
（1）物体受到的重力；
（2）物体受到的浮力；
（3）拉力F做功的功率；
（4）滑轮组的机械效率．

Answer 1

【答案】
（1）已知：物体的密度为ρ物=2.6×103kg/m3，体积是V=1.5m3，所用的拉力F=2.0×104N，时间t=20s，高度h=2m

∵ρ=

∴物体质量m=ρ物V=2.6×103kg/m3×1.5m3=3.9×103kg，

物体的重力G=mg=3.9×103kg×10N/kg=3.9×104N

答：物体受到的重力为3.9×104N

（2）物体受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.5m3=1.5×104N

答：物体受到的浮力为1.5×104N

（3）拉力移动距离s=2h=2×2m=4m，

拉力做的总功W总=Fs=2.0×104N×4m=8×104J，

拉力的功率P= = =4×103W

答：拉力F做功的功率为4×103W

（4）滑轮组对物体的拉力F拉=G﹣F浮=3.9×104N﹣1.5×104N=2.4×104N，

滑轮组对物体做的有用功：

W有用=F拉h=2.4×104N×2m=4.8×104J，

滑轮组的机械效率：

η= ×100%= ×100%=60%

答：滑轮组的机械效率为60%

【解析】（1）根据ρ= 求出物体质量，根据G=mg求出重力；（2）根据F浮=ρ水gV排求出浮力；（3）根据s=2h求出拉力移动距离，根据W=Fs求出拉力做的总功，根据P= 求出拉力的功率；（4）根据对物体的受力分析求出滑轮组对物体的拉力，根据W=Fh求出有用功，根据η= 求出机械效率．
【考点精析】关于本题考查的重力的计算和阿基米德原理，需要了解重力的计算公式：G=mg；阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力．这个规律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排才能得出正确答案．