（2004?丰台区）如图，用滑轮组从H=15米深的水中匀速提起底面积为0.02米2、高2米的实心圆柱体，该物体的

（2004?丰台区）如图，用滑轮组从H=15米深的水中匀速提起底面积为0.02米2、高2米的实心圆柱体，该物体的

由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为2，即n=2．
（1）圆柱体受到重力G、浮力F浮和拉力F′的作用，物体被匀速拉起，则有F′+F浮=G，
当绳子被拉断时，绳子的拉力F=460N，与动滑轮相连的绳子有两段，根据省力公式F=
F′
2 ，则动滑轮对物体的拉力F′=2F=920N．
∴F浮=G-F′
即ρ水gV排=ρ物gV物-F′
因此V排=
ρ物gV物?F′ 
ρ水g =
2.5×103kg/m3×10N/kg×0.02m2×2m?920N
1.0×103kg/m3×10N/kg =8×10-3m3
答：若不计摩擦、绳和动滑轮重，绳子被拉断时，物体留在水中的体积为8×10-3m3．
（2）以物体为研究对象，受到重力G、浮力F浮和拉力F1′作用，物体被匀速拉起，则有：F1′+F浮=G
当物体露出水面前，动滑轮对物体的拉力为：F1′=G-F浮
即F1′=ρ物gSh物-ρ液gSh物=（2.5×103kg/m3-1.0×103kg/m3）×10N/kg×0.02m2×2m=600N
动滑轮对物体做功为有用功：W有用=F1′s=600N×（15m-2m）=7800J，
拉力对机械做的总功：W总=
W有用
η =
7800J
75% =10400J
答：将物体匀速提升至露出水面前，拉力F做的功为10400J．

∵不计摩擦及滑轮和绳的质量， ∴滑轮组对圆柱体的拉力f拉=2f， 当绳中拉力达到400n时，绳子恰好被拉断，设此时圆柱体下表面到水面高度为h′，则 f浮+f拉=g， 即：ρ水gsh′+2f=ρ圆柱体gsh， 1×103kg/m3×10n/kg×0.02m2×h′+2×400n=2.5×103kg/m3×10n/kg×0.02m2×2m， 解得： h′=1m； 圆柱体上升的高度： s=h-h′=15m-1m=14m， ∵v= s t ， ∴经过的时间： t= s v = 14m 0.2m/s =70s． 答：当物体以0.2米/秒的速度匀速提起时，经过70s绳子被拉断．