试题

题目:
青果学院图是小明用滑轮组提升水中物体A的示意图.当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中,物体A所受浮力为80N,小明对绳子竖直向下的拉力为F1,水平地面对小明的支持力为N1.当物体A有
1
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的体积露出水面且静止时,小明对绳子竖直向下的拉力为F2,水平地面对小明的支持力为N2.已知动滑轮所受重力为120N,小明所受重力为600N,N1:N2=13:12.不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力,试计算物体A所受重力为多少N.
答案
解:设物体的重力为G
(1)当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中,动滑轮受到的合力:
F=G+(G-F)=120N+(G-80N)=G+40N,
绳子的拉力:
F=
1
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F=
1
2
(G+40N),
此时地面对小明的支持力:
N1=G-F=600-F=600N-
1
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(G+40N)--------①
(2)重物受到的水的浮力应该只有一半时,
根据F=ρgV可知,F′=
1
2
F=
1
2
×80N=40N,
动滑轮上所受的向下的合力:
F′=G-F′=120N+(G-40N)=G+80N,
绳的拉力:
F′=
1
2
F′=
1
2
(G+80N),
此时地面对小明的支持力:
N2=G-F′=600N-
1
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(G+80N)---------②
联解以上①②和N1:N2=13:12可得:G=640N.
答:物体A所受重力为640N.
解:设物体的重力为G
(1)当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中,动滑轮受到的合力:
F=G+(G-F)=120N+(G-80N)=G+40N,
绳子的拉力:
F=
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F=
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(G+40N),
此时地面对小明的支持力:
N1=G-F=600-F=600N-
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(G+40N)--------①
(2)重物受到的水的浮力应该只有一半时,
根据F=ρgV可知,F′=
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F=
1
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×80N=40N,
动滑轮上所受的向下的合力:
F′=G-F′=120N+(G-40N)=G+80N,
绳的拉力:
F′=
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F′=
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(G+80N),
此时地面对小明的支持力:
N2=G-F′=600N-
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(G+80N)---------②
联解以上①②和N1:N2=13:12可得:G=640N.
答:物体A所受重力为640N.
考点梳理
阿基米德原理;力的合成与应用;动滑轮及其工作特点.
(1)物体A完全在水面下被匀速提升的过程中,物体受到的拉力等于自身的重力和浮力之差,动滑轮上所受的向下的合力等于自身的重力加上重物的拉力,根据动滑轮省一半的力表示出人对绳子的拉力,人受到的支持力等于人的重力减掉绳子的拉力;
(2)当物体A有
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的体积露出水面且静止时,先根据阿基米德原理求出此时受到的浮力,同(1)的分析得出此时人受到的支持力,利用N1、N2的关系建立等式即可求出物体A所受的重力.
这是一道力学的综合题,它包含了阿基米德原理、力的合成、滑轮组的知识等,对物体进行受力分析是关键,得出人受到支持力的表达式是难点.
计算题.
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