如图甲所示，是某打捞船所用起重装置的示意图．在某次打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以0.5m/s的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度3m的位置，此打捞过程中物体受到轻绳的拉力F随时间变化的图象如图乙所示，物体离开水面后匀速上升3m的过程中，与电动机连接的绳子所受的拉力为2×103N．已知水的密度为1.0×103kg/m2，取g＝10N/kg．不计水和空气的阻力．求
（1）物体的体积及浸没在水中所受的浮力．
（2）物体的质量和密度．
（3）水底的深度及水对水底的压强．
（4）物体离开水面后匀速上升3m的过程中，滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）．
【收录时间】
2021-01-26
【知识点】
液体压强
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（1）2×103N（2）0.2 m2（3）500 kg（4）2.5×103kg/m3（5）6.5m（6）6.5×104Pa（7）83.3%.
【分析】
根据第13s时物体全部露出水面和前10s内物体浸没水中拉力的差值计算出物体浸没在水中所受的浮力，利用阿基米德原理
可计算出物体的体积；利用重力和密度公式可以计算出物体的质量和密度；利用速度公式和液体压强公式
可以计算水底的深度和对水底的压强；根据已知条件求出有用功和总功，利用
算出滑轮组的机械效率．
【详解】
（1）由图乙可知，第13s时物体全部露出水面，此时拉力：
，前10s内物体浸没水中，此时拉力：
，
因此物体浸没在水中所受的浮力：
，
由阿基米德原理可知，物体的体积：
；
(2)物体的质量：
，
物体的密度：
；
(3)物体从水底至完全露出水面的时间t=13s，由速度公式
变形可得，
水底的深度：
；
由液体压强公式可得，水对水底的压强：
；
(4)由图甲可知，承担动滑轮绳子的段数n=3，绳子自由端移动的距离s是物体上升高度h的3倍，即
，
故拉力做的功：
，
有用功：
，
因此滑轮组的机械效率：
.
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2021-01-26
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