Question

如圖所示，小明利用滑輪組提起重為790N的鐵塊，動(dòng)滑輪重10N，鐵塊A一直浸沒在水中，ρ_鐵=7.9×10³ kg/m³，g=10N/kg，求：
（1）鐵塊A浸沒在水中時(shí)所受浮力；
（2）人提升鐵塊A時(shí)向下的拉力．

Answer 1

解：（1）∵鐵塊的重力G=ρgV，
∴鐵塊體積V===1×10^-2m³，
∵鐵塊浸沒在水中，
∴V_排=V=1×10^-2m³，
根據(jù)阿基米德原理可得，鐵塊受到的浮力：
F_浮=G_排=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×1×10^-2m³×10N/kg=100N；
（2）∵鐵塊A受到的重力方向是豎直向下，受到的浮力方向是豎直向上，
∴根據(jù)力的合成可得，金屬物受到繩子的拉力：
∵F′=790N-100N=690N，
繩子對(duì)動(dòng)滑輪的拉力：
F′=F_合=690N
由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2，
繩子自由端需要的拉力：
F=（F′+G_動(dòng)）=（690N+10N）=350N．
答：（1）鐵塊A浸沒在水中時(shí)所受浮力為100N；
（2）人提升鐵塊A時(shí)向下的拉力為350N．
分析：（1）知道鐵塊的重力，根據(jù)密度公式求出鐵塊體積，因完全浸沒時(shí)排開液體的體積和本身的體積相等，根據(jù)阿基米德原理求出金屬物浸沒在水中時(shí)受到的浮力；
（2）根據(jù)力的合成求出鐵塊受到的重力和浮力的合力即為鐵塊A對(duì)動(dòng)滑輪的拉力，由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)為2，利用F=（G_物+G_動(dòng)）求出繩子自由端拉力大�。�
點(diǎn)評(píng)：本題考查知識(shí)點(diǎn)比較多，有浮力的計(jì)算、滑輪組繩子拉力的計(jì)算等，要注意滑輪組實(shí)際使用時(shí)和在不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重的條件下使用的不同，應(yīng)注意區(qū)分，屬于難題．