Question

（2009?昌平區(qū)一模）小軍利用滑輪組豎直向上勻速提升物體，如圖所示，第一次提升時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為75%，小軍對(duì)地面的壓力為F₁；第二次提升時(shí)，將物體完全浸沒在某種液體中勻速提升，小軍對(duì)地面的壓力為F₂，F(xiàn)₁：F₂=1：4，已知小軍的質(zhì)量為70kg，提升的物體質(zhì)量為90kg，假設(shè)在拉繩子的過程中，小軍對(duì)繩子的拉力與地面的壓力始終豎直向下，且在同一直線上，不計(jì)繩重和摩擦，g取10N/kg，則第二次浸沒在液體中勻速提升時(shí)，液體對(duì)物體的浮力大小是

600

N．

Answer 1

分析：已知物體的質(zhì)量，根據(jù)公式G=mg可求物體的重力，還知道第一次滑輪組的機(jī)械效率，根據(jù)公式η=

G

nF

可求繩子的拉力，進(jìn)一步求出小軍對(duì)地面的壓力為F₁和動(dòng)滑輪的重力；根據(jù)小軍對(duì)地面的兩次的壓力之比，求出小軍對(duì)地面的壓力F₂；進(jìn)一步求出繩子此時(shí)的拉力，根據(jù)繩子拉力的大小求出物體在液體中受到的向下的拉力，液體對(duì)物體的浮力大小就等于物體的重力與物體在液體中受到的向下的拉力之差．

解答：解：物體的重力G=mg=90kg×10N/kg=900N；
第一次提升時(shí)，繩子的拉力F=

G

nη

=

mg

nη

=

90kg×10N/kg

2×75%

=600N；小軍的重力G₁=m₁g=70kg×10N/kg=700N；
所以小軍對(duì)地面的壓力為F₁=G_人-F=700N-600N=100N；第二次提升時(shí)，小軍對(duì)地面的壓力為F₂=4F₁=4×100N=400N；
動(dòng)滑輪的重力為G_動(dòng)=2F-G=2×600N-900N=300N；第二次提升時(shí)，繩子的拉力是F_拉=G₁-F₂=700N-400N=300N；
此時(shí)物體受到的向下的拉力為F_下=2F_拉-G_動(dòng)=2×300N-300N=300N；第二次浸沒在液體中勻速提升時(shí)，液體對(duì)物體的浮力大小F_浮=G-F_下=900N-300N=600N．
故答案為：600．

點(diǎn)評(píng)：本題考查浮力的計(jì)算，關(guān)鍵是對(duì)物體和小軍進(jìn)行受力分析，求出動(dòng)滑輪的重力，從而進(jìn)一步求出所受浮力的大小，本題考查知識(shí)面比較多，屬于難題．