Question

如圖所示用滑輪組將質量為2kg，體積為1dm³的物體在10秒內勻速提升了5m，物體始終沒有露出水面，如拉力為10N，g=10N/kg，則下列說法正確的是（ ）

A．物體所受浮力為1N
B．物體的密度是2.0×10³g/cm³
C．滑輪組的有用功率為10W
D．該滑輪組的機械效率為50%

Answer 1

【答案】分析：（1）已知物體的體積和完全浸沒，根據F_浮=ρgV_排求出物體所受浮力；
（2）已知物體的質量和體積，根據ρ=求出物體的密度；
（3）對物體受力分析可知，受到豎直向上的浮力和繩子的拉力、豎直向下的重力，根據力的平衡求出動滑輪對物體的拉力，根據W=Fs求出滑輪組的有用功，再根據P=求出有用功率；
（4）由圖可知，繩子的股數n=2，根據s=nh求出繩子自由端移動的距離，根據W=Fs求出拉力做的總功，根據效率公式求出該滑輪組的機械效率．
解答：解：（1）∵物體完全浸沒，
∴V_排=V=1dm³=10^-3m³，
物體所受浮力F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10^-3m³=10N，故A選項不正確；
（2）物體的密度ρ===2.0×10³kg/m³，故B選項不正確；
（3）動滑輪對物體的拉力F_拉=G-F_浮=mg-F_浮=2kg×10N/kg-10N=10N，
滑輪組的有用功W_有=F_拉s_物=10N×5m=50J，
有用功率P_有===5W，故C選項不正確；
（4）拉力F做的總功W_總=Fs_繩=Fns_物=10N×2×5m=100J，
該滑輪組的機械效率η===50%，故D選項正確．
故選D．
點評：本題考查了阿基米德原理、密度公式的應用、滑輪組的拉力和物重的關系、機械效率、繩子自由端和物體升高距離的關系等，把浮力和滑輪組聯系起來，綜合性非常強，給解題帶來難度．