小羣利用如圖*所示的滑輪組將水底的物體勻速提升到空氣中.他所用的拉力F與繩子自由端移動的距離s的關係圖像如圖乙...
來源:國語幫 2.86W
問題詳情:
小羣利用如圖*所示的滑輪組將水底的物體勻速提升到空氣中.他所用的拉力F與繩子自由端移動的距離s的關係圖像如圖乙所示.物體在空氣中勻速上升過程中,滑輪組的機械效率為85%.每個滑輪等重,不計繩重、摩擦和水的阻力,g取10 N/kg.求:
(1)物體的重力及單個動滑輪的重力;
(2)物體浸沒在水中時受到的浮力;
(3)水底的深度及水對水底的壓強;
(4)物體的密度.
【回答】
(1)680N;60N;(2)400 N;(3)1.5m;1.5×104 Pa;(4)1.7×103 kg/m3
【詳解】
(1)物體在空氣中時,滑輪組的機械效率,滑輪組有4段繩子承擔總重,即n=4,由圖乙可知,物體在空氣中時繩端的拉力:F2=200N,物體的重力:G=4F2η=4×200N×85%=680N;
由力的平衡關係可知4F2=G+2G動,單個動滑輪重力為;
(2)由圖乙可知,物體浸沒在水中勻速上升時繩端的拉力F1=100 N,
由力的平衡關係可知4F1+F浮=G+2G動,
則物體浸沒在水中受到的浮力:F浮=G+2G動-4F1=680 N+2×60 N-4×100 N=400 N;
(3)由圖乙可知,物體剛離開水面時,繩子自由端移動的距離s=6 m,
由s=nh可得,水底的深度:,
水對水底的壓強:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.5 m=1.5×104 Pa.
(4)由F浮=ρ液gV排可得,物體的體積:,
由G=mg=ρVg可得,物體的密度:.
答:(1)物體的重力是680 N,單個動滑輪的重力是60 N;
(2)物體浸沒在水中時受到的浮力是400 N;
(3)水底的深度為1.5 m,水對水底的壓強為1.5×104 Pa;
(4)物體的密度是1.7×103 kg/m3.
知識點:二力平衡
題型:計算題