题目

用如图所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的物体，已知G=3900N。圆柱形容器底面积S=0.6m²，物体浸没在水中时水面高度为100cm，当物体完全离开水面后（不计物体粘水），水面高度为80cm，已知物体浸没在水中被提升时此装置的机械效率为90%（不计绳重和绳子与滑轮间摩擦及水的阻力，水密度为1.0×10³kg/m3 ， g取10N/kg。）求 （1） 物体浸没在水中时，水对容器底的压强。 （2） 物体浸没在水中时受到的浮力。 （3） 物体在离开水面前匀速提升物体所需的拉力。 答案： 解：物体浸没在水中时，水的深度h1=100cm=1m水对容器底的压强p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa答：物体浸没在水中时，水对容器底的压强为1×104Pa； 解：当物体完全离开水面后，水面高度h2=80cm=0.8m物体排开水的体积V排=S容(h1-h2)=0.6m2×(1m-0.8m)=0.12m3物体浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1200N答：物体浸没在水中时受到的浮力为1200N； 解：由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，设物体在露出水面前提升的高度为h，则绳端移动的距离s=nh=3h则拉力所做的有用功W有=(G-F浮)h=(3900N-1200N)h=2700N×h拉力所做的总功W总=W有η=2700N×h90%=3000N×h提升物体所需的拉力F=W总s=3000N×h3h=1000N答：物体在露出水面前匀速提升物体所需的拉力为1000N。

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