Question

底面積為S₁的圓柱形容器內盛有適量密度為ρ的液體，在滑輪組的下方，懸掛一底面積為S₂的圓柱形物體A，此物體部分浸入液體中，如圖所示。當繩的自由端被向上拉動距離s時（物體下表面一直保持在液體中），定滑輪對天花板的拉力的變化量為         。

Answer 1

解析試題考查知識點：浮力；滑輪組
思路分析：結合力的平衡、相互作用力、浸水法等知識分部分予以分析。
具體解答過程：

圖1

如圖1所示，當繩的自由端被向上拉動距離s時，物體上升距離為s ,而水面下降的距離為⊿h，則：

sS₂=⊿h（S₁-S₂）即⊿h=
而物體排水體積減少量為：⊿V_排=S₂（s+⊿h）=
物體受到的浮力減少量為：⊿F_浮=
繩端受到的拉力減少量為⊿F=×=

圖2

 
如圖2所示，定滑輪對天花板的拉力與天花板對定滑輪的拉力是相互作用力，大小相等，且F₀=2F,則定滑輪對天花板的拉力的變化量為：
⊿F₀=2⊿F=2×=
試題點評：這道題目比較難一些，沒有具體的數據，只有嚴密的邏輯推導。