Question

13．一個體積為10dm³的鐵塊，浸在水下10m深處，現(xiàn)用圖所示的滑輪組將它從水中吊起，已知動滑輪重6.8N，鐵的密度是7.8×10³kg/m³．求：
（1）將鐵塊拉出水面時，拉力移動了多大距離？
（2）當鐵塊在水中勻速上升的過程中，作用在繩端的拉力F是多大（不考慮繩重和摩擦．g取10N/kg）．

Answer 1

分析 （1）知道浸在水下10m深處，則將鐵塊拉出水面時，知道重物提升的高度根據(jù)滑輪組的繩子股數(shù)求出拉力移動的距離；
（2）知道鐵塊的體積和密度，利用密度公式和重力公式求鐵塊受到的重力；知道鐵塊的體積（排開水的體積）和水的密度，利用阿基米德原理求鐵塊受到的浮力；再利用滑輪組的特點求出拉力大�。�

解答 解：（1）由圖可知：滑輪組的繩子股數(shù)n=3，鐵塊浸在水下10m深處，將鐵塊拉出水面，則h=10m，
則s=nh=3×10m=30m，
（2）鐵塊的體積V=10dm³=0.01m³，
鐵塊受到的重力：
G=mg=ρVg=7.8×10³kg/m³×0.01m³×10N/kg=780N，
物體A受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV=1×10³kg/m³×0.01m³×10N/kg=100N；
由于不計摩擦和動滑輪重，則當鐵塊在水中勻速上升的過程中，物體A受到的拉力：
F=$\frac{1}{n}$（G-F_浮+G_動）=$\frac{1}{3}$×（780N-100N+6.8N）≈229N．
答：（1）將鐵塊拉出水面時，拉力移動了30m的距離；
（2）當鐵塊在水中勻速上升的過程中，作用在繩端的拉力F是229N．

點評 本題考查知識點比較多，密度的計算、重力的計算、浮力的計算，還涉及到滑輪組的使用，難點是知道當鐵塊在水中勻速上升的過程中拉力F=$\frac{1}{n}$（G-F_浮+G_動）．