（2013•达州）如图，物体重100N，圆柱形容器底面积为400cm2，内盛有65cm深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70cm，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%（

Question

（2013•达州）如图，物体重100N，圆柱形容器底面积为400cm²，内盛有65cm深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70cm，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%（不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力）．ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg．求：
（1）物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强．
（2）物体浸没在水中时受到的浮力．
（3）若把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率．

Answer 1

（1）物体浸没在水中后，增加的深度：
h=70cm-65cm=5cm=0.05m；
增加的压强：
p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.05m=500Pa．
（2）物体体积：
V_物=sh=400cm²×5cm=2000cm³=2×10^-3m³
∵浸没时V_排=V_物=2×10^-3m³
∴F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-3m³=20N．
（3）浸没时，由于不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力，
∴η=(W有用)/(W总)×100%=((G物−F浮)h)/((G物−F浮+G动)h)×100%=(G物−F浮)/(G物−F浮+G动)×100%
代入相关数据解得：G_动=20N
完全拉出水面后，与动滑轮相连的绳子段数是3，
∴拉力F′=(G物+G动)/(3)=(100N+20N)/(3)=40N，
此时滑轮组的机械效率：
η′=(W有用)/(W总)×100%=(G物h)/(F′s)×100%=(G物)/(F′×3)×100%=(100N)/(40N×3)×100%=83.3%．
答：（1）物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强是500Pa．
（2）物体浸没在水中时受到的浮力是20N．
（3）若把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率是83.3%．