Question

如圖所示，重物A是體積為10dm³，密度為7.9×10³kg/m³的實心金屬塊，將它完全浸沒在水中，始終未提出水面．求：
（1）重物A完全浸沒在水中所受浮力多大？
（2）若將物體在水中提升2m，未露出水面，實際所用拉力F為400N，此時該滑輪的效率是多少？（g=10N/kg）

Answer 1

解：（1）物體A受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV=1×10³kg/m³×10×10^-3m³×10N/kg=100N；
（2）物體A受到的重力：
G=ρVg=7.9×10³kg/m³×10×10^-3m³×10N/kg=790N，
使用動滑輪的有用功：W_有=（G-F_浮）h=（790N-100N）×2m=1380J
∵s=2h=2×2m=4m，
∴總功；W_總=F's=400N×4m=1600J
此時該滑輪的效率：η=×100%=×100%=86.25%．
分析：（1）知道重物的體積（排開水的體積）和水的密度，利用阿基米德原理求金屬塊受到的浮力；．
（2）知道重物的體積和密度，利用密度公式和重力公式求金屬塊受到的重力；知道重物提升的高度可求有用功，知道拉力和拉力移動的距離求出總功，最后利用機械效率的公式求滑輪的機械效率．
點評：本題考查知識點比較多，密度的計算、重力的計算、浮力的計算、有用功和總功的計算、機械效率的計算，涉及到動滑輪的使用，屬于難題．