工人用滑轮组提升水中物体A，如图所示，当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为220N。当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，滑轮组的机械效率为η，工人对绳子竖直向下的拉力为F。已知：物体A所受重力为1000 N，体积为8.0×10^-2 m³，水的密度为ρ_水＝1.0×10³ kg/m³。滑轮与轴的摩擦、水的阻力以及绳重不计，g取10N/kg。求：

（1）物体A完全在水面下时受到的浮力； 

（2）工人对绳子竖直向下的拉力F；

（3）滑轮组的机械效率η（结果保留一位小数）。

答案

（1）800N；（2）620N；（3）80.6%

【详解】

(1)物体A完全在水面下时

V_排=V_A=8.0×10^-2 m³

由阿基米德原理得,此时的浮力为

F_浮=ρ_水g V_排=1.0×10³ kg/m³×10N/kg×8.0×10^-2 m³=800N

此时A对绳子的拉力为

F_A=G_A- F_浮=1000N-800N=200N

由图知该滑轮组承重绳子的段数为n=2，在滑轮与轴的摩擦、水的阻力以及绳重不计的情况下有

2F_拉=G_动+ F_A

所以动滑轮的重力为

G_动=2F_拉- F_A=2×220N-200N=240N

(2)当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中, 工人对绳子竖直向下的拉力F为

F=(G_A+ G_动)=(1000N+240N)=620N

(3) 滑轮组的机械效率η为

η=====80.6%

答：(1)物体A完全在水面下时受到的浮力为800N；

(2)工人对绳子竖直向下的拉力F为620N；

(3) 滑轮组的机械效率η为80.6%。