Question

3．如圖甲所示，質(zhì)量為60kg的小明坐在地上，最多能拉著質(zhì)量為400kg的物體A在水平地面上做勻速直線運動，已知物體A所受阻力為物重的0.2倍，則小明對物體A的拉力是800N．如圖乙所示，當小明站立在地面上，利用滑輪組以盡可能大的力豎直向下拉繩子，恰好能將浸沒在水中、密度為4×10³kg/m³的物體B緩慢拉離水面，物體B浸沒在水中時受到的浮力為300N（不計滑輪重及細繩與滑輪間的摩擦，繩子能承受的拉力足夠大）．

Answer 1

分析 （1）已知運動過程中物體所受阻力為物重的0.2倍，可以得到阻力；因為物體作勻速直線運動，所以拉力等于阻力；
（2）圖中滑輪組有兩段繩子，所以物體B受到向上的拉力為小明體重的2倍；當物體B離開水面時，只受到重力和拉力，據(jù)此求出物體B的重力，然后求出物體B的體積，再根據(jù)阿基米德原理求出物體B浸沒在水中時受到的浮力．

解答 解：
（1）由于物體A作勻速直線運動，則拉力為F=f=0.2G=0.2mg=0.2×400kg×10N/kg=800N；
（2）小明對繩子的最大拉力F=G_人=m_人g=60kg×10N/kg=600N，
據(jù)圖可知，滑輪組有兩段繩子承擔物重，當物體B離開水面時，G_B=2F=2×600N=1200N；
物體B的體積為：V=$\frac{{m}_{B}}{{ρ}_{B}}$=$\frac{{G}_{B}}{{ρ}_{B}g}$=$\frac{1200N}{4×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.03m³；
物體B浸沒在水中時V_排=V=0.03m³；
物體B浸沒在水中時受到的浮力為：F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×0.03m³×10N/kg=300N．
故答案為：800；300．

點評 本題考查了二力平衡條件的運用、滑輪組的運用、重力、浮力的計算，涉及到的知識點較多，綜合性強．