Question

19．如圖是用滑輪組打撈水中物體的示意圖，已知物體A的質(zhì)量為80kg，體積為2×10^-2m³．當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)加在繩子自由端豎直向下的拉力F為400N時，物體A在水中以0.1m/s的速度勻速豎直上升（物體A始終未露出水面．不計繩重和摩擦，g取10N/kg）．求：
（1）物體A在水中（未露出水面）時受到的浮力F_浮；
（2）物體A在水中勻速豎直上升時，拉力F的功率P；
（3）動滑輪所受的重力G_動．

Answer 1

分析 （1）物體A在水中排開水的體積等于物體的體積，利用阿基米德原理求物體所受浮力；
（2）由圖知，n=2，拉力端移動的速度v=2v_A，利用P=Fv求拉力F的功率；
（3）不計繩重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{2}$（G-F_浮+G_輪），據(jù)此求動滑輪重力．

解答 解：
（1）物體A在水中受到的浮力
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV=1×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-2m³=200N；
（2）拉力端移動的速度v=2v_A=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力F的功率：
P=Fv=400N×0.2m/s=80W；
（3）不計繩重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{2}$（G-F_浮+G_輪），
動滑輪重力：
G_輪=2F+F_浮-G=2×400N+200N-80kg×10N/kg=200N．
答：（1）物體A在水中（未露出水面）時受到的浮力為200N；
（2）物體A在水中勻速豎直上升時，拉力F的功率為80W；
（3）動滑輪所受的重力為200N．

點(diǎn)評 本題考查了浮力的計算、功率、使用滑輪組拉力的計算，計算時注意：不計繩重和摩擦，拉力F=$\frac{1}{2}$（G-F_浮+G_輪）．