Question

【題目】如圖所示，某工人站在水平面上，用100N的拉力向下勻速拉動(dòng)繩子，提起一浸沒(méi)在水中體積為1.2×10﹣2m3 ， 重360N的正方體物體．已知容器的底面積為24dm2 ． （物體始終浸沒(méi)在水中，且忽略水對(duì)物體的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3 ， g=10N/kg）求：
（1）物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力；
（2）物體浸沒(méi)在水中時(shí)，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增加了多少；
（3）提起物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

【答案】
（1）解：石塊浸沒(méi)在水中，所受浮力：

F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×1.2×10﹣2m3×10N/kg=120N

（2）解：當(dāng)物體浸沒(méi)時(shí)，液面上升的高度是：

△h= = =0.05m；

物體浸沒(méi)在水中時(shí)，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增加了

△p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa

（3）解：據(jù)題目可知，此時(shí)的有用功是：

W有=（G﹣F浮）×h=（360N﹣120N）×h=240N×h

此時(shí)的總功是：W總=Fs=100N×3h

提起物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：

η= = ×100%=80%

【解析】（1）據(jù)阿基米德原理計(jì)算出物體全部浸沒(méi)時(shí)的浮力即可；（2）據(jù)物體的體積和容器的底面積，計(jì)算出容器內(nèi)液體升高的高度，而后據(jù)液體內(nèi)部壓強(qiáng)的計(jì)算公式計(jì)算即可；（3）假設(shè)物體上升的高度是h，則繩子自由端移動(dòng)的距離是3h，故結(jié)合有用功、總功和效率的計(jì)算方法計(jì)算即可；
【考點(diǎn)精析】通過(guò)靈活運(yùn)用液體的壓強(qiáng)的計(jì)算和浮力大小的計(jì)算，掌握液體內(nèi)部壓強(qiáng)的公式：p=ρgh ρ指密度,單位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,單位:m,壓強(qiáng)單位(Pa) 注意：h 指液體的深度，即某點(diǎn)到液面的距離；浮力的公式為：F浮= G排 =ρ液gv排即可以解答此題．