Question

图是小明用滑轮组提升水中物体A的示意图．当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，物体A所受浮力为80N，小明对绳子竖直向下的拉力为F₁，水平地面对小明的支持力为N₁．当物体A有的体积露出水面且静止时，小明对绳子竖直向下的拉力为F₂，水平地面对小明的支持力为N₂．已知动滑轮所受重力为120N，小明所受重力为600N，N₁：N₂=13：12．不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，试计算物体A所受重力为多少N．

Answer

（1）物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，物体受到的拉力等于自身的重力和浮力之差，动滑轮上所受的向下的合力等于自身的重力加上重物的拉力，根据动滑轮省一半的力表示出人对绳子的拉力，人受到的支持力等于人的重力减掉绳子的拉力；
（2）当物体A有的体积露出水面且静止时，先根据阿基米德原理求出此时受到的浮力，同（1）的分析得出此时人受到的支持力，利用N1、N2的关系建立等式即可求出物体A所受的重力．
【解析】
设物体的重力为G
（1）当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，动滑轮受到的合力：
F合=G动+（G-F浮）=120N+（G-80N）=G+40N，
绳子的拉力：
F=F合=（G+40N），
此时地面对小明的支持力：
N1=G人-F=600-F=600N-（G+40N）--------①
（2）重物受到的水的浮力应该只有一半时，
根据F浮=ρgV排可知，F浮′=F浮=×80N=40N，
动滑轮上所受的向下的合力：
F合′=G动-F浮′=120N+（G-40N）=G+80N，
绳的拉力：
F′=F合′=（G+80N），
此时地面对小明的支持力：
N2=G人-F′=600N-（G+80N）---------②
联解以上①②和N1：N2=13：12可得：G=640N．
答：物体A所受重力为640N．