Question

【題目】如圖所示，站在水平地面上的人通過滑輪組從深井中打撈一體積V=0.05m3、質量m=80kg的重物，重物在拉力作用下以v=0.1m/s的速度豎直勻速上升。已知動滑輪所受的重力G動=100N，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，水的阻力、繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計，g取10N/kg。求：

(1)重物浸沒在水中時所受的浮力大小F浮；

(2)重物浸沒在水中時，人對繩豎直向下的拉力大小F；

(3)重物完全離開水面后，以v=0.1m/s的速度勻速上升過程中，人豎直拉繩的功率P。

Answer 1

【答案】（1）500N；（2）200N；（3）90W

【解析】

(1)物體浸沒在水中，所受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m3=500N

(2)重物所受的重力：

G=mg=80kg×10N/kg=800N

由圖知，n=2，水的阻力、繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計，人對繩豎直向下的拉力：

(3)當重物完全離開水面時，人對繩豎直向下的拉力

拉力端移動速度

v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s

人拉繩的功率：