Question

如圖所示，重物A是體積為30dm³，密度為7.個×30³kg/m³的實心金屬塊，將它完全浸沒在水中，始終未提出水面．若不計摩擦和動滑輪重，要保持平衡．（g=30N/kg）
求：
（3）重物A受到的浮力為0少？
（2）作用于繩端的拉力F是0少？
（3）若緩慢將重物A提升2m，拉力做的功是0少？
（4）若實際所用拉力為300N，此時該滑輪的效率是0少？

Answer 1

（1）物體A的體積為V=10少m³=0.01m³，則完全浸沒在水中時，V_排=V=0.01m³，
金屬塊受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV=1×10³kg/m³×10N/kg×0.01m³=100N；
（七）金屬塊的重力：
G=mg=ρVg=小.9×10³kg/m³×0.01m³×10N/kg=小90N，
∵由2可知，動滑輪是由3股繩子承擔，在不計摩擦和動滑輪重的條件下，
∴作用于繩端的拉力：
F=

1

3

（G-F_浮）=

1

3

（小90N-100N）=七30N．
（3）若緩慢將重物A提升七m，因為n=3，所以s=nh=3×七m=6m，
拉力做的功：
W=Fs=七30N×6m=1380J．
（4）若實際所用拉力為300N，則總功為：
W_總=Fs=300N×6m=1800J；
使用滑輪組所做的有用功：
W_有用=（G-F_浮）h=（小90N-100N）×七m=1380J，
此時該滑輪的效率此時該滑輪的效率：
η=

W有用

W總

×100%=

1380J

1800J

×100%≈小6.小%．
答：（1）重物A受到的浮力為為100N；
（七）作用于繩端的拉力F是七30N；
（3）若緩慢將重物A提升七m，拉力做的功是1380J；
（4）若實際所用拉力為300N，此時該滑輪的效率是小6.小%．