Question

如图所示，小型牵引车通过滑轮组打捞深井中的物体：已知物体重1.2×10³N，物体体积为0.075m³，动滑轮重300N．若不计摩擦、绳重和水的阻力，求物体出水前，滑轮组拉物体的力是多大？滑轮组的机械效率是多大？（取g=10N/kg）

Answer

（1）知道物体的重、物体的体积，利用阿基米德原理求出物体受到水的浮力，根据F+F浮=G求出物体浸没水中时受到滑轮组的拉力；
（2）不计摩擦、绳重及水的阻力，根据F=（F+G轮）求出物体出水面前牵引力作用在绳端的拉力，再利用机械效率公式η=计算出滑轮组的机械效率．
【解析】
（1）物体在水中受到的浮力：
F浮=ρ水gv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m3=750N，
设物体在水中受到的拉力为F，
∵F+F浮=G，
∴物体出水前，滑轮组拉物体的力：
F=G-F浮=1200N-750N=450N，
（2）设物体出水面前牵引力作用在绳端的拉力为F′，
∵不计摩擦、绳重及水的阻力
∴物体出水面前作用在绳端的拉力：
F′==250N
滑轮组的机械效率：
η===60%．
答：物体出水前，滑轮组拉物体的力是450N；
滑轮组的机械效率是60%．