Question

【題目】用如圖所示的裝置來提升水下物體 C，C 的體積為 0.02m3、重 800N，其中 AB 是一個以 O為支點的杠桿，且 AO：OB=1：2，小明站在 B 端豎直向下拉繩子，小明的體重為 500N，不計繩重和摩擦．物體 C 全部離開水面時杠桿剛好在水平位置．己知每個滑輪的重力為 50N，杠桿的重力及滑輪與軸的摩擦不計，求：

（1）物體 C 未出水面時受到的浮力：

（2）物體 C 未出水面時受到繩子的拉力 Fc；

（3）物體 C 未出水面時滑輪組的機械效率（結果保留一位小數）；

（4）若小明用這個裝置將物體完全拉出水面，這個物體的最大重力是多少．

Answer 1

【答案】（1）200N；（2）600N；（3）85.7%； （4）3900N

【解析】（1）根據計算C未出水面時受到的浮力為；

；

（2）未出水面時物體C受到重力、浮力、向上拉力FC，三個力平衡，

即：

所以物體C未出水面時受到繩子的拉力為：

；

（3）如圖滑輪組，由四段繩子拉著物體C，每個動滑輪重50N，所以物體C未出水面時，作用在繩子自由端的拉力為：

物體 C 未出水面時滑輪組的機械效率為：

（4）小明的體重為 500N，不計繩重和摩擦．根據杠桿平衡條件得：

，即

解得FA最大為：

根據滑輪組的工作特點得：

解得：

即將物體完全拉出水面，這個物體的最大重力3900N。