Question

如图是小浩用滑轮组提升水中物体A的示意图.当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，物体A所受浮力为F浮1，小浩对绳子竖直

Answer 1

解题思路：设物体A的体积为V，

当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，根据阿基米德原理求A受到的浮力；小浩对绳子竖直向下的拉力F=[1/2]（G_A+G_轮-F_浮），小浩受到的重力等于拉力加上支持力，据此求小浩受到的支持力；

当物体A有[2/5]的体积露出水面且静止时，排开水的体积变为[3/5]V，同理求出水平地面对小浩的支持力；

知道支持力之比N₁：N₂=16：15，据此求出A的体积，进而求出各个选项的答案进行判断．

当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中：

F_浮1=ρ_水gV_排=ρ_水gV，------①

小浩对绳子竖直向下的拉力：

F₁=[1/2]（G_A+G_轮-F_浮1）=[1/2]（700N+80N-ρ_水gV）=390N-[1/2]ρ_水gV，-------②

对于小浩：

G_人=N₁+F₁，

水平地面对小浩的支持力：

N₁=G_人-F₁=660N-（390N-[1/2]ρ_水gV）=270N+[1/2]ρ_水gV；-------③

当物体A有[2/5]的体积露出水面且静止时：

F_浮2=ρ_水gV_排′=ρ_水g[3/5]V，------④

小浩对绳子竖直向下的拉力：

F₂=[1/2]（G_A+G_轮-F_浮2）=[1/2]（700N+80N-ρ_水g[3/5]V）=390N-[3/10]ρ_水gV，-------⑤

对于小浩：

G_人=N₂+F₂，

水平地面对小浩的支持力：

N₂=G_人-F₂=660N-（390N-[3/10]ρ_水gV）=270N+[3/10]ρ_水gV；------⑥

由题知，

N₁：N₂=16：15，

即：（270N+[1/2]ρ_水gV）：（270N+[3/10]ρ_水gV）=16：15，

解得：

V=0.01m³；

A、将V代入④得：F_浮2=ρ_水g[3/5]V=1×10³kg/m³×10N/kg×[3/5]×0.01m³=600N，故A错；

B、将V代入②得：F₁=390N-[1/2]ρ_水gV=390N-1×10³kg/m³×10N/kg×[1/2]×0.01m³=340N，故B错；

C、将V代入③得：N₁=270N+[1/2]ρ_水gV=270N+1×10³kg/m³×10N/kg×[1/2]×0.01m³=320N，故C错；

D、将V代入⑥得：N₂=270N+[3/10]ρ_水gV=270N+1×10³kg/m³×10N/kg×[3/10]×0.01m³=300N，故D正确．

故选D．

点评：

本题考点： 浮力大小的计算；力的合成与应用；滑轮组绳子拉力的计算．

考点点评： 本题为选择题，实际上是一比较复杂的计算题，综合考查了浮力的计算、使用滑轮组拉力的计算、力的平衡知识，特别是拉力的求解，注意两种情况下A受到的浮力不同，易错点！