Question

【題目】如圖所示，為了清洗水池，某工人重650N，站在池外地面上，用100N的拉力向下勻速拉動繩子提起一浸沒在水中體積為1.5×10﹣2m3、重390N的石塊（石塊始終浸沒在水中，且忽略水對石塊的阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg）求：

（1）石塊浸沒在水中時受到的浮力；

（2）將石塊提升到石塊上表面與水面齊平的過程中滑輪組的機械效率．

Answer 1

【答案】（1）物體浸沒在水中時受到的浮力為150N；

（2）提起物體時滑輪組的機械效率為80%．

【解析】

試題分析：（1）知道物體的體積（浸沒水中排開水的體積），利用阿基米德原理求物體浸沒在水中時受到的浮力；

（2）提起物體時，滑輪組受到的拉力F拉等于物體重力減去受到的浮力，利用η=×100%求提起物體時滑輪組的機械效率．

解：

（1）石塊浸沒在水中，所受浮力：

F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×1.5×10﹣2m3×10N/kg=150N；

（2）W有=（G﹣F浮）×h=（350N﹣150N）×h=240N×h，

W總=Fs=100N×3h，

提起物體時滑輪組的機械效率：

η=100%=×100%=80%．

答：（1）物體浸沒在水中時受到的浮力為150N；

（2）提起物體時滑輪組的機械效率為80%．