Question

8．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

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=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求提起物體時滑輪組的機械效率．

解答 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=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}×$100%=$\frac{240N×h}{100N×3h}$×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%．

點評 本題為力學綜合題，考查了壓強、浮力、機械效率的計算，本題易錯點在第三問，關鍵是求出對滑輪組的拉力F_拉=G_物-F_浮．