Question

如圖所示，放在水平桌面上的圓柱形容器的底面積為200cm²，不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，不計(jì)容器壁厚度，金屬球的密度是5×10³kg/m³，當(dāng)把金屬球在水中勻速提升和把金屬球在水外勻速提升時(shí)，加在繩子自由端的拉力改變了10N，g取10N/kg，則

1. A.
   金屬球的質(zhì)量是10kg
2. B.
   金屬球從水內(nèi)完全運(yùn)動(dòng)倒水外，容器對(duì)水平桌面的壓力減小了100N
3. C.
   水對(duì)容器底的壓強(qiáng)改變了5000p_a
4. D.
   如果動(dòng)滑輪的質(zhì)量是金屬球質(zhì)量的，在水中勻速提升金屬球時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是80%

Answer 1

A
分析：（1）把金屬球在水中勻速提升時(shí)，它受到浮力作用，把金屬球在水外勻速提升時(shí)，它不受浮力作用，據(jù)此求出物體受到的浮力，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排求出物體的體積，根據(jù)ρ=求出物體的質(zhì)量；
（2）根據(jù)力的作用是相互的，物體在水中受的浮力即為出水后容器對(duì)桌面減小的壓力；
（3）根據(jù)V=Sh求出水面降低的高度，根據(jù)p=ρ_水gh求出減小的壓強(qiáng)；
（4）求出動(dòng)滑輪的質(zhì)量，根據(jù)F=（G+G_動(dòng)-F_浮）求出繩子的拉力，根據(jù)二力平衡知識(shí)求出滑輪組對(duì)物體的拉力F_拉=G-F_浮，根據(jù)η====求出機(jī)械效率．
解答：根據(jù)題意可知，物體受的浮力F_浮=2△F=2×10N=20N，即金屬球從水內(nèi)完全運(yùn)動(dòng)倒水外，容器對(duì)水平桌面的壓力減小了20N，故B錯(cuò)誤；
∵F_浮=ρ_水gV_排
∴金屬球的體積V=V_排===2×10^-3m³，
∵ρ=
∴金屬球的質(zhì)量m=ρ_金V=5×10³kg/m³×2×10^-3m³=10kg，故A正確；
金屬球出水后液面下降的高度：△h===0.1m，
水對(duì)容器底減小的壓強(qiáng)△p=ρ_水g△h=1×10³kg/m³×10N/kg×0.1m=1000Pa，故C錯(cuò)誤；
動(dòng)滑輪質(zhì)量m_動(dòng)=m=×10kg=2.5kg，
金屬球的重力G=mg=10kg×10N/kg=100N，
動(dòng)滑輪的重力G_動(dòng)=m_動(dòng)g=2.5kg×10N/kg=25N，
滑輪組對(duì)物體的拉力F_拉=G-F_浮=100N-20N=80N，
繩子自由端的拉力F=（G+G_動(dòng)-F_浮）=×（100N+25N-20N）=52.5N，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=====≈76.2%，故D錯(cuò)誤．
故選A．
點(diǎn)評(píng)：此題是一道力學(xué)綜合題，有浮力、質(zhì)量、壓強(qiáng)、滑輪組省力情況、二力平衡、機(jī)械效率等的計(jì)算，難度很大，中考常見(jiàn)題目．