人们利用如图20所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A打捞上来,物体A的密度为9.0×103Kg/m3,体积为1...

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人们利用如图20所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A打捞上来,物体A的密度为9.0×103Kg/m3,体积为100dm3。在5000N的拉力F作用下,物体A在2s内匀速竖直上升2m(物体未露出水面),不计水的阻力,g=10N/Kg。求:(1)物体A受到的浮力。

(2)拉力F做功的功率。

(3)滑轮组的机械效率。

人们利用如图20所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A打捞上来,物体A的密度为9.0×103Kg/m3,体积为1...

【回答】

[解析]本题涉及到的力学知识有:浮力、功、功率、质量、及

机械效率。第一个问求物体A所受到的浮力,由于A浸没于水中,排开水的体积等于它自身体积,故用F浮=ρ水gV排求解;第二问求拉力F做功的功率,首先要确定绳子自由端移动的距离为S=2h,用W=FS求出拉力所做的功,再根据P=W/t求出功率;在求第三个问中,前提是物体末露出水面,也就物体在这一过程中所受的浮力是不变的。在用滑轮组提升高物体的过程中,绳子自由端移动的距离S=nh。对应该的拉力所做的功应该用拉力乘绳子自由端移动的距离。在第三问中求解时要特别注意有用功并是物体A克服重力做的功,因为此时,它所受到整个机械对它的拉力大小为重力与浮力的差。

解:(1)物体A受到的浮力F浮为:

F浮=ρ水gV排=1.0×103Kg/m3×10N/Kg×100×10-3m3=1.0×103N

(2)拉力F移动的距离S为:S=2h=2×2m=4m

拉力F所做的总功W总为:W总=FS=5000N×4m=2.0×104J

则拉力F做功的功率P为:

P=W总/t=2.0×104J/2s=1.0×104W

(3)物体A的重力G为:G=ρ物gV物=9.0×103Kg/m3×10N/Kg×100×10-3m3

=9.0×103N

滑轮组的机械效率η为:η=W有/W总×100%=(G-F浮)h/FS×100%=(G-F浮)/2F×100%=(9.0×103N-1.0×103N)/2×5000N×100%=80%

知识点:机械效率

题型:计算

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