問題詳情：
如圖是利用滑輪組勻速提升水中圓柱體M的示意圖，滑輪組固定在鋼架上，滑輪組中的兩個滑輪質量相等，繞在滑輪組上的繩子能承受的最大拉力爲900N，連接圓柱體M與動滑輪掛鉤的繩子能承受的最大拉力爲3000N．圓柱體M高爲3m，底面積爲0.02m2，密度爲4.5×103kg/m3．在繩端拉力F作用下，圓柱體M從其下表面距水面15m處勻速上升到其上表面與水面相平的過程中用了3min，在這個過程中，拉力F的功率爲160W，滑輪組的機械效率爲η，鋼架對定滑輪的拉力爲T．在圓柱體M被緩慢拉出水的過程中，圓柱體M的下表面受到水的壓強爲p．不計繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力，g取10N/kg．下列選項中正確的是（ ）
A．壓強p的最小值爲15000Pa B．拉力T的大小爲2700N
C．拉力F的大小爲640N D．滑輪組的機械效率爲90%
【回答】
A解：（1）對動滑輪和物體做整體受力分析，如圖1，對定滑輪做受力分析如圖2所示，
∵h=3m，S=0.02m2，
∴V=0.06m3，
∴F浮=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m3=600N，
∵M全部浸沒，則V=V排，
∴
=
=
=
，
解得GM=2700N，
由已知可知：v=
=
m/s，
∵P=
=
=F•3v=F×3×
m/s=160W，
∴F=
=
=800N，故C錯誤；
（2）由平衡條件：F浮+3F=G輪+GM，可得G輪=600N+3×800N﹣2700N=300N，則T=2F+G輪=1600N+300N=1900N，故B錯誤；
（3）η=
=
×100%=
×100%=
×100%=87.5%，故選項D錯誤；
（4）F浮+3F=G動+GM，露出水面，浮力減小，拉力增大，每一段繩子的拉力最多增大到900N，以後繞在滑輪組上的繩子將拉斷．此時的浮力爲最小F浮最小=G動+GM﹣3F=300N+2700N﹣3×900N=300N，
∴p=
=
=1.5×104Pa，故選項A正確．
故選：A．
知識點：機械效率
題型：選擇題
