推力所做的功至少等于克服重力做的功， 即W=Gh=500N×0.1m=50J． 故答案为：（1）见上图；（2）50．
三、解答题（共2小题，满分22分）
19．如图，底面积为300cm2、不计质量的薄壁盛水柱型容器A放置于水平地面上，内有质量为400g、边长为10cm、密度均匀的正方体物块B，通过一根长10cm的细线与容器底部相连，此时水面距离容器30cm，求： （1）物体B所受到的浮力F浮； （2）物体B的密度ρB； （3）容器对水平地面的压强；
（4）剪断绳子，但物块静止后，水对容器底的压强变化了多少？
【考点】8O：阿基米德原理；2A：密度的计算；86：压强的大小及其计算；89：液体的压强的计算．
【分析】（1）物块浸没在水中，求出木块的体积，即排开水的体积，利用F浮=ρ
水
gV排计算物块受到的浮力；
（2）物体的体积V=a3，根据ρ=算出物体B的密度ρB；
（3）容器对水平地面的压力等于容器、水、木块的重力之和，根据p=算出容器对水平地面的压强；
（4）利用G=mg求出物块的重力，剪断绳子，待物块B静止后漂浮，可求此时物块受到的浮力；根据F浮=ρ液gV排得出此时物块排开水的体积，根据V排的变化得出水深度的变化，从而可得压强的变化． 【解答】解：
（1）木块浸没在水中，则V排=V木=（10cm）3=1000cm3=1×10﹣3m3， 物块B受到的浮力：
第25页（共29页）
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N； （2）物体B的体积：V=a3=（10cm）3=1000cm3=0.001m3； 物体B的密度ρB==
=0.4×103kg/m3；
（3）容器内水的体积V=Sh﹣V木=300cm2×30cm﹣1000cm3=8000cm3=8×10﹣3m3，
由ρ=可得，水的质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×8×10﹣3m3=8kg， 因不计质量的薄壁盛水柱形容器，
则容器对水平地面的压力F=G总=（m水+mB）g=（0.4kg+8kg）×10N/kg=84N； 容器对水平地面的压强：p==
=2800Pa；
（4）物块B的重力：G=mg=0.4kg×10N/kg=4N， 剪断绳子，待物块B静止后漂浮，F浮′=G=4N； 由F浮=ρ液gV排可得，木块漂浮时排开水的体积： V排′=
=
=4×10﹣4m3；
液面下降的深度为： △h=
=
=0.02m；
水对容器底的压强变化量：
△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa． 答：（1）物体B所受到的浮力F浮为10N； （2）物体B的密度ρB为0.4×103kg/m3； （3）容器对水平地面的压强2800Pa；
（4）剪断绳子，但物块静止后，水对容器底的压强变化了200Pa．
20．小莉同学用如图甲所示的滑轮组吊起重物，不计绳重及摩擦．
（1）当物重为150N时，绳端所用的拉力是60N，求此时滑轮组的机械效率是多少？
（2）当所吊重物为300N时，10s内重物被匀速提高2m时，绳端拉力做功的功率为多少？
第26页（共29页）
（3）若重为300N的物体不慎落入水中，某工人用此装置打捞，如图乙所示，试比较物体出水前滑轮组的机械效率η1和物体出水后滑轮组的机械效率η2的关系，并说明理由．
【考点】F4：滑轮（组）的机械效率；FF：功率的计算．
【分析】（1）有用功是指克服物体重力做的功，总功是指拉力做的功．机械效率是有用功与总功之比；
（2）滑轮组由几段绳子承担物重，提起绳子所用的力就是物重的几分之一．拉力的功率即总功的功率P=
=
=Fv；
（3）出水后，滑轮组对货物的拉力变大，有用功在增大．额外功一定，有用功增大，机械效率增大．
【解答】解：（1）由图知，此滑轮组由3段绳子承担物重，所以s=nh． 滑轮组的机械效率： η=
=
=
=
=
×100%≈83.3%；
（2）因为不计摩擦及绳重，所以F=（G物+G动） 所以G动=3F﹣G物=3×60N﹣150N=30N； 绳端移动速度为： v=
=
=0.6m/s；
绳子的拉力F′=（G物′+G动）=×=110N 所以拉力的功率为P=F′v=110N×0.6m/s=66W；
（3）物体在水中，滑轮组做的有用功，W有用′=（G﹣F浮）h，出水后，W有用=Gh，物体完全出水后吊起同样的高度，有用功增大，但不计绳重及摩擦，故额外功不
第27页（共29页）
变，由η==
可知，机械效率增大，即η1＜η2．
答：（1）此滑轮组的机械效率为83.3%； （2）拉力的功率是66W；
（3）η1＜η2；理由：物体在水中，滑轮组做的有用功，W
有用
′=（G﹣F浮）h，出
水后，W有用=Gh，物体完全出水后吊起同样的高度，有用功增大，但不计绳重及摩擦，故额外功不变，由η=
=
可知，机械效率增大，即η1＜η2．
第28页（共29页）
相关推荐：
loading