Question

物體A為實心正方體金屬塊，邊長為10cm，密度為7.9×10³ kg/m³，將其浸沒在水中，物體上表面距水面5cm（上表面與水面平行）．若不計繩重和摩擦（g=10N/kg）求：
（1）物體下表面受到水的壓強是多少？
（2）物體受到的浮力是多少？
（3）若實際所用的拉力F=46N，則動滑輪的機械效率是多少？

Answer 1

解：（1）h=（5+10）×10^-2m=0.15m；
物體下表面受到的壓強：
p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.15m=1.5×10³Pa；
（2）因為物體浸沒
所以V_排=V_物=（10cm）³=10^-3m³；
物體受到的浮力：
F_浮=G_排=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10^-3m³=10N；
（3）物體受到的重力：
G=mg=ρ_鐵gV_物=7.9×10³kg/m³×10N/kg×10^-3m³=79N；
動滑輪的機械效率：
η====75%．
答：（1）物體下表面受到的壓強是1.5×10³ Pa．（2）物體受到的浮力是10 N．（3）動滑輪的機械效率是75%．
分析：（1）已知正方體的邊長和上表面距水面的距離，可求下表面距離水面的距離，根據公式P=ρgh可求物體下表面受到水的壓強；
（2）物體完全浸沒，排開水的體積等于物體自身的體積，根據公式F_浮=ρ_水gV_排可求物體受到的浮力；
（3）根據公式G=mg=ρVg可求物體的重力，滑輪受到的向下的拉力等于物體的重力與物體所受浮力之差，再利用公式η=求出機械效率．
點評：本題考查液體壓強、浮力、重力、機械效率等的計算，重點是對物體進行受力分析，本題考查知識點較多，主要考查學生對所學物理知識的靈活運用能力．