工人用滑輪組提升水中物體A,如圖所示,當物體A完全在水面下被勻速提升的過程中,工人對繩子豎直向下的拉力為220...
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問題詳情:
工人用滑輪組提升水中物體A,如圖所示,當物體A完全在水面下被勻速提升的過程中,工人對繩子豎直向下的拉力為220N。當物體A完全打撈出水面後被勻速提升的過程中,滑輪組的機械效率為η,工人對繩子豎直向下的拉力為F。已知:物體A所受重力為1000 N,體積為8.0×10-2 m3,水的密度為ρ水=1.0×103 kg/m3。滑輪與軸的摩擦、水的阻力以及繩重不計,g取10N/kg。求:
(1)物體A完全在水面下時受到的浮力;
(2)工人對繩子豎直向下的拉力F;
(3)滑輪組的機械效率η(結果保留一位小數)。
【回答】
(1)800N;(2)620N;(3)80.6%
【詳解】
(1)物體A完全在水面下時
V排=VA=8.0×10-2 m3
由阿基米德原理得,此時的浮力為
F浮=ρ水g V排=1.0×103 kg/m3×10N/kg×8.0×10-2 m3=800N
此時A對繩子的拉力為
FA=GA- F浮=1000N-800N=200N
由圖知該滑輪組承重繩子的段數為n=2,在滑輪與軸的摩擦、水的阻力以及繩重不計的情況下有
2F拉=G動+ FA
所以動滑輪的重力為
G動=2F拉- FA=2×220N-200N=240N
(2)當物體A完全打撈出水面後被勻速提升的過程中, 工人對繩子豎直向下的拉力F為
F=(GA+ G動)=(1000N+240N)=620N
(3) 滑輪組的機械效率η為
η=====80.6%
答:(1)物體A完全在水面下時受到的浮力為800N;
(2)工人對繩子豎直向下的拉力F為620N;
(3) 滑輪組的機械效率η為80.6%。
知識點:機械效率
題型:計算題