Question

【題目】如圖所示，浸沒在水中的物體B密度為ρB，受重力為10N，動滑輪受重力為1N，不計繩重及滑輪摩擦，物體B在水中時動滑輪的機械效率為η。若用一水平向左的力F拉A物體在水平面上以2.5m/s的速度勻速移動10s，拉力做功為2.5 J 。若撤去水平拉力F，物體B剛好在水中勻速下降（不計水的阻力），則下列正確的是

A. F=5N B. F=10N C. η=90% D. ρB=10×103kg/m3

Answer 1

【答案】BCD

【解析】

v=2.5cm/s=0.025m/s，由W=Fs=Fvt得：拉力F===10N，故A錯誤，B正確；(2)若撤去水平拉力F，物體B剛好在水中勻速下降時，分別對A.B物體受力分析如下圖所示：

則根據力的平衡條件可得：f=F′,GB>F浮，

拉A物體在水平面上向左勻速移動，分別對A.B物體受力分析如下圖所示：

則根據力的平衡條件可得：F=f+F′,GB>F浮，∵A物體對水平桌面的壓力不變，接觸面粗糙程度不變，∴f的大小不變，∴f=F′=12F=12×10N=5N；由于使用的是動滑輪，不計繩重及滑輪摩擦時，則F′=(GBF浮+G動)，∴F浮=GB+G動2F=10N+1N2×5N=1N；

由η=得：則機械效率η= ==90%故C正確；(3)由F浮=ρ水gV排得：V排=F浮ρ水g，∵B物體始終浸沒在水中，∴V排=V，∴由G=ρgV得：

ρB===ρ水=×1.0×103kg/m3=10×103kg/m3故D正確。故選BCD.