Question

如图所示，重物A是体积为1×10^-2m³，密度为8.0×10³ kg/m³的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面．（若不计摩擦、绳和动滑轮重．g=10N/kg）求：
（1）作用于绳端的拉力F是多少？
（2）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？
（3）若考虑动滑轮重，实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是多少？

Answer

（1）先根据密度公式求出物体的重力，然后分别求出物体A受到的重力和浮力，根据图示可知，拉力F等于重力和浮力合力的一半；
（2）先根据s=nh求出自由端绳子移动的距离，然后根据W=Fs即可求出拉力做的功；
（3）根据η===即可求出滑轮的效率．
【解析】
（1）由ρ=得，mA=ρAVA=8.0×103kg/m3×1×10-2m3=80kg，
GA=mAg=80kg×10N/kg=800N，
∵A浸没在水中
∴V排=VA
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-2m3=100N，
A对滑轮的拉力：F拉=G-F浮=800N-100N=700N，
F=F拉=×700N=350N；
（2）拉力移动距离：s=2h=2×2m=4m，
W=Fs=350N×4m=1400J；
（3）η=×100%=×100%=87.5%．
答：（1）作用于绳端的拉力F是350N；
（2）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是1400J；
（3）若考虑动滑轮重，实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是87.5%．