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8.如圖所示,使用輪半軸是軸半徑4倍的輪軸勻速吊起浸沒在水中的鐵塊,鐵塊的體積是5dm3,問:當(dāng)鐵塊未露出水面時,作用在輪上的力F至少為多大?(鐵的密度為7.8×103kg/m3

分析 首先根據(jù)FgV求得浸沒在水中的鐵塊受到的浮力,根據(jù)G=mg求得鐵塊的重力,然后根據(jù)F=G-F求得作用在軸上的拉力,由于使用的是輪軸,且使用輪半軸是軸半徑4倍,根據(jù)F×r=F×R可求得作用在輪上的力F.

解答 解:浸沒在水中的鐵塊受到的浮力FgV=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-3m3=49N,
由ρ=mV可得,鐵塊的質(zhì)量m=ρV=7.8×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-3m3=382.2N,
作用在軸上的拉力F=G-F=382.2N-49N=333.2N,
由于使用輪半軸是軸半徑4倍的輪軸,設(shè)軸半徑為r,則R=4r,
所以F×r=F×R,即382.2N×r=F×4r,解得F=83.3N.
答:作用在輪上的力F至少為83.3N.

點評 此題考查密度公式及其變形的應(yīng)用、重力的計算、浮力的計算、杠桿平衡條件的應(yīng)用等多個知識點,是一道綜合性較強的題目.

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