Question

如圖，是用繩子從水中提升重物的情景．若已知物體的質量為250kg、體積為0.1m³，g取10N/kg．求：
（1）物體的重力和物體浸沒在水中排開水的重力．
（2）物體浸沒在水中所受的浮力和緩慢提升物體時繩子所受的拉力．
（3）憑你的力氣無法直接將該物體提出水面．請你運用所學知識提出解決措施，并在圖中畫出具體措施的示意圖．

Answer 1

解：（1）物體的重力：
G=mg=250kg×10N/kg=2500N，
物體浸沒在水中排開水的重力：
G_排=m_排g=ρ_水v_排g=ρ_水v_物g=1×10³kg/m³×0.1m³×10N/kg=1000N；
（2）物體浸沒在水中所受的浮力：
F_浮=G_排=1000N，
物體所受到的拉力：
F_拉=G-F_浮=2500N-1000N=1500N；
∵力的作用是相互的，
∴提升物體時繩子所受的拉力：
（3）因無法直接將該物體提出水面，為了省力，可以使用動滑輪，如圖所示：
答：（1）物體的重力為2500N，物體浸沒在水中排開水的重力為1000N；
（2）物體浸沒在水中所受的浮力為1000N，提升物體時繩子所受的拉力為1500N；
（3）利用動滑輪，如圖所示．
分析：（1）知道物體的質量，利用重力公式求物體的重力；知道物體的體積（浸沒時排開水的體積），利用阿基米德原理求排開水的重；
（2）求出了排開水的重，利用阿基米德原理求物體受到水的浮力；在水中，物體受到的浮力加上拉力等于物體重，據此求繩子對物體的拉力，再根據力的作用是相互的求繩子所受到的拉力；
（3）因為動滑輪可以省力，所以用動滑輪來提升物體．
點評：本題考查了學生對重力公式、阿基米德原理、漂浮條件、力的作用是相互的、力的合成、動滑輪的特點的了解與掌握，知識點多、綜合性強，屬于難題．