试题

利用图中所示的装置，把质量为3Kg，密度为3×10³Kg/m³的薄石块从水面下4m处拉出水面后，再提升10m．已知动滑轮重为10N（不计绳子与滑轮间的摩擦，设石块地两个上升过程都为匀速，g取10N/Kg）．
（1）石块的体积为多少？
（2）石块浸没在水中时所受的浮力是多少？
（3）石块离开水面后提升了10m所做的总功和有用功各是多少？
（4）猜想石块地水中和离开水面后，这个滑轮组的机械效率是否相同？

解：
（1）V=

m

ρ石

=

3kg

3×103kg/m3

=0.001m³；
（2）∵石块浸没在水中，
∴V_排=V=0.001m³，
F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×0.001m³×10N/kg=10N；
（3）石块离开水面后：
W_有用=Gh=mgh=3kg×10N/kg×10m=300J，
∵不计绳子与滑轮间的摩擦，
∴F=

1

2

（G_物+G_轮）=

1

2

（30N+10N）=20N，
s=2h=2×10m=20m，
W_总=Fs=20N×20m=400J；
（4）石块在水中和离开水面后，滑轮组对物体的拉力增大，相当于利用滑轮组提升更重的物体，机械效率将变大．
答：（1）石块的体积为0.001m³；
（2）石块浸没在水中时所受的浮力是10N；
（3）石块离开水面后提升了10m所做的总功和有用功各是400J和300J；
（4）石块在水中和离开水面后，滑轮组的机械效率不相同．
解：
（1）V=

m

ρ石

=

3kg

3×103kg/m3

=0.001m³；
（2）∵石块浸没在水中，
∴V_排=V=0.001m³，
F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×0.001m³×10N/kg=10N；
（3）石块离开水面后：
W_有用=Gh=mgh=3kg×10N/kg×10m=300J，
∵不计绳子与滑轮间的摩擦，
∴F=

1

2

（G_物+G_轮）=

1

2

（30N+10N）=20N，
s=2h=2×10m=20m，
W_总=Fs=20N×20m=400J；
（4）石块在水中和离开水面后，滑轮组对物体的拉力增大，相当于利用滑轮组提升更重的物体，机械效率将变大．
答：（1）石块的体积为0.001m³；
（2）石块浸没在水中时所受的浮力是10N；
（3）石块离开水面后提升了10m所做的总功和有用功各是400J和300J；
（4）石块在水中和离开水面后，滑轮组的机械效率不相同．