Question

（2010?崇文区一模）如图所示装置，物体B重为50N，体积VB=1.0×10-3m3，B在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉

（2010?崇文区一模）如图所示装置，物体B重为50N，体积VB=1.0×10-3m3，B在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉着物体A在水平面上向左匀速运动，此时滑轮组的机械效率为80%．若将物体B换成与物体B体积相同的物体C后，用水平向右的力F拉物体A，使物体C在水中4s内匀速上升0.4m（物体C未露出水面），此时滑轮组的机械效率为60%．不计绳重、滑轮轴处摩擦及水的阻力，g取10N/kg，计算结果保留1位小数．求：（1）物体B在水中受到的浮力F浮．（2）水平面对物体A的摩擦力fA．（3）物体C所受重力GC与拉力F的比值．（4）拉力F的功率P．

Answer 1

（1）B在水中受到的浮力
F_浮=ρ_水gV_B=1×10³kg/m³×10N/kg×10^-3m³=10N．
答：物体B在水中受到的浮力为10N．

（2）当B在水中下沉，物体A在水平面上匀速运动，A水平方向受力情况如图（甲）所示．
当用力F拉物体A，物体C在水中匀速上升时，A水平方向受力情况如图（乙）所示．

当物体B浸没在水中时，动滑轮与物体B的受力情况如图（A）所示．

当物体C浸没在水中时，动滑轮与物体C的受力情况如图（B）所示．
由甲图：f=F_拉
∵η₁=

(GB-F浮)h

F拉nh

=

50N-10N

3F拉

=80%；
∴f=F_拉=16.7N．
答：水平面对物体A的摩擦力为16.7N．

（3）η₁=

(GB-F浮)h

(GB-F浮+G轮)h

=80%；
G_轮=10N；
η₂=

(GC-F浮)h

(GC-F浮+G轮)h

=60%；
G_C=25N；
由乙图：F=f+F′_拉
η₂=

(Gc-F浮)h

F拉′nh

=60%；
F′_拉=

25

3

N；
∴

GC

F

=

GC

f+F拉′

=

25N

50 3 N+ 25 3 N

=1．
答：物体C所受重力G_C与拉力F的比值为1：1．

（4）拉力F的功率P=FV=（f+F′_拉）

3h

t

=（

50

3

N+

25

3

N）×

3×0.4m

4s

=7.5W．
答：拉力F的功率为7.5W．