Question

工人用如图所示的装置打捞物体，已知B为重力为100N的密封的箱子，B的总体积为0.01m3；A物体的重力大小为4

工人用如图所示的装置打捞物体，已知B为重力为100N的密封的箱子，B的总体积为0.01m3；A物体的重力大小为400N，动滑轮重力大小为100N；当B箱完全浸没水中匀速上升时，工人的拉力F1大小为______N，此时滑轮组的机械效率为______；当完全出水面以后，工人匀速拉绳子的力大小变为______N，这时此装置提升重物A的机械效率为______．（不计绳重及绳与轮之间的摩擦，g=10N/kg）

Answer 1

（1）B箱完全在水面下时，排开水的体积和自身的体积相等，则B箱受到的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.01m³=100N；
因为B箱完全在水面下被匀速提升，所以作用在动滑轮与B之间绳子上的拉力：F=G_总-F_浮=（100N+400N）-100N=400N；
对动滑轮进行受力分析可得，2F₁=G_动+F，则F₁=

1

2

（G_动+F）=

1

2

（100N+400N）=250N；
此时滑轮组的机械效率：η=

W有

W总

×100%=

Fh

F1s

×100%=

F

2F1

×100%=

400N

2×250N

×100%=80%；
（2）当B完全出水面以后，工人匀速拉绳子的力：F₂=

1

2

（G_总+G_动）=

1

2

（100N+400N+100N）=300N；
此时滑轮组的机械效率：η′=

W有

W总

×100%=

G总h

F2s

×100%=

G总

2F2

×100%=

100N+400N

2×300N

×100%≈83.3%．
故答案为：250；80%；300；83.3%．