如图所示，不计绳重和摩擦，动滑轮重3N，所吊起的重物B的重为12N，物体A重为80N，此时物体B恰好以0.1m/s的速度匀速下降，要使物体B以0.2m/s的速度匀速上升，至少对A施加一个的向左的水平

Question

如图所示，不计绳重和摩擦，动滑轮重3N，所吊起的重物B的重为12N，物体A重为80N，此时物体B恰好以0.1m/s的速度匀速下降，要使物体B以0.2m/s的速度匀速上升，至少对A施加一个___的向左的水平外力？外力的功率为___；若B全部浸没在水中时此外力为8N，则B物体的密度为___．

Answer 1

（1）由图通过动滑轮绳子段数n=3，不计绳重及摩擦时，
则B拉A的力F_A=(1)/(3)（G_B+G_动）=(1)/(3)×（12N+3N）=5N，
B匀速下降，物体A匀速向右运动时，受向右的拉力F_A和向左的摩擦力作用，
则f=F_A=5N，
当使物体B以0.2m/s的速度上升时，物体A匀速向左运动，受向右的拉力F_A、摩擦力和向左的拉力F作用，
由于物体A的压力和接触面没有改变，则摩擦力大小不变，
所以，F=F_A+f=5N+5N=10N；
则绳子自由端移动的速度为：v_A=3v_B=3×0.2m/s=0.6m/s，
所以外力的功率P=Fv_A=10N×0.6m/s=6W；
（2）B全部浸没时，F′=F_A′+f，
所以F_A′=F′-f=8N-5N=3N，
此时F_A′=(1)/(3)（G_B-F_浮+G_动），
F_浮=G_B+G_动-3F_A′=12N+3N-3×3N=6N，
由F_浮=ρ_水gV_排，V_B=(F浮)/(ρ水g)=(6N)/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=6×10^-4m³，
所以B的密度为：ρ_B=(mB)/(VB)=(GB)/(VBg)=(12N)/(6×10-4m3×10N/kg)=2.0×10³kg/m³．
故答案为：10N；6W；2.0×10³kg/m³．