Question

（2013?河池）某工程隊在一次水下施工作業(yè)中，用如圖20所示的滑輪組將浸沒在河底的實心物體從深水中吊起．物體的密度為2.6×10³kg/m³，體積是1.5m³，所用的拉力F是2.0×10⁴N，物體在20s內勻速上升了2m（未露出水面），不計水的阻力．求：
（1）物體受到的重力；
（2）物體受到的浮力；
（3）拉力F做功的功率；
（4）滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析：（1）根據ρ=

m

V

求出物體質量，根據G=mg求出重力；
（2）根據F_浮=ρ_水gV_排求出浮力；
（3）根據s=2h求出拉力移動距離，根據W=Fs求出拉力做的總功，根據P=

W

t

求出拉力的功率；
（4）根據對物體的受力分析求出滑輪組對物體的拉力，根據W=Fh求出有用功，根據η=

W有用

W總

求出機械效率．

解答：已知：物體的密度為ρ_物=2.6×10³kg/m³，體積是V=1.5m³，所用的拉力F=2.0×10⁴N，時間t=20s，高度h=2m，
求：（1）物體受到的重力G=？；（2）物體受到的浮力F_浮=？；（3）拉力F做功的功率P=？；（4）滑輪組的機械效率η=？
解：（1）∵ρ=

m

V

∴物體質量m=ρ_物V=2.6×10³kg/m³×1.5m³=3.9×10³kg，
物體的重力G=mg=3.9×10³kg×9.8N/kg=3.822×10⁴N；
（2）物體受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×9.8N/kg×1.5m³=1.47×10⁴N；
（3）拉力移動距離s=2h=2×2m=4m，
拉力做的總功W_總=Fs=2.0×10⁴N×4m=8×10⁴J，
拉力的功率P=

W總

t

=

8×104J

20s

=4×10³W；
（4）滑輪組對物體的拉力F_拉=G-F_浮=3.822×10⁴N-1.47×10⁴N=2.352×10⁴N，
滑輪組對物體做的有用功：
W_有用=F_拉h=2.352×10⁴N×2m=4.704×10⁴J，
滑輪組的機械效率：
η=

W有用

W總

×100%=

4.704×104J

8×104J

×100%=58.8%．
答：（1）物體受到的重力為3.822×10⁴N；
（2）物體受到的浮力為1.47×10⁴N；
（3）拉力F做功的功率為4×10³W；
（4）滑輪組的機械效率為58.8%．

點評：此題是一道綜合題，有質量、重力、浮力、總功、功率、有用功、機械效率的計算，也有對物體的受力分析等，中考的常見題型，難度較大．