Question

【题目】用滑轮组与电动机结合使用可节省人力，提高工作效率。如图所示，是一业余打捞队打捞某密封箱子的示意图，已知电动机工作时拉绳子的功率为1100W保持不变，箱子质量300kg、体积0．1m3，每个滑轮重200N，水深6m，水面离地面4m，将箱子从水底提到地面时，用时间24s（不计绳重、摩擦和水的阻力，取g=10N/kg）。求:

（1）箱子在水底时下表面受到水的压强。

（2）电动机把箱子提升到地面做的总功。

（3）整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值。

（4）整个打捞过程中，箱子上升的最大速度。

Answer 1

【答案】（1）6×104Pa；（2）26400J；（3）93．7%；（4）0．5m/s

【解析】

试题分析：（1）箱子在水底时下表面受到水的压强为：p=ρgH=1．0×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa；（2）电动机把箱子提升到地面做的总功为：W总=Pt=1100W×24s=26400J；（3）箱子完全出水后，箱子上升，滑轮组的机械效率最大η=W有/W总=Gh/Fs=Gh/（Gh+G动h）=G/（G+G动）=mg/（mg+G动）=93．7%；（4）箱子完全浸没在水中时箱子上升的速度最大，绳子对物体的拉力为：F拉=G-F浮=mg-ρ水gV=200N，电动机对绳子的拉力为F=（F拉+G动）/2=1100N，所以可得电动机拉绳子的速度为v=P/F=1100W/1100N=1m/s，所以可知箱子上升的最大速度为0．5m/s。