Question

如圖所示，用滑輪組提升水中的物體A，若物體的質(zhì)量為140kg，體積為60dm³，滑輪組的機械效率為80%，取g=10N/kg，不計繩重及輪與軸的摩擦，求：
（1）物體A在水中被勻速提升時，拉力F是多大？
（2）如果動滑輪掛鉤用鋼絲繩與物體A相連，而連接滑輪組的繩子所能承受的最大拉力為350N，當(dāng)物體露出水的體積多大時繩子會斷？

Answer 1

解：
（1）物體A在水中受到的浮力F_浮＝ρ_水gV_排＝600N， G=mg=1400N，動滑輪上有四股繩子，提升時，繩子自由端移動距離是重物上升高度的4倍，即s=4h，因此在水中勻速提升時的機械效率   解之＝250N
（2）設(shè)動滑輪重為G₀，由勻速上升的力的平衡條件有F＝（G₀＋G－F_浮）/n 得G₀＝4F＋F_浮－G＝200N 當(dāng)繩中拉力達最大值F_m=350N時，設(shè)物體部分露出水面后浮力變?yōu)镕_浮'，同理 F_m=（G₀+G－F_浮'）/n 得F_浮'＝ G₀＋G－4F_m＝200N 由于所以露出水面的體積為＝40dm³ 。