题目内容
【题目】如图所示,是某救援队利用滑轮组打捞水中物体的示意图。在湖底有一个体积为0.02m3的物体,其所受重力为1000N。用滑轮组将其缓慢匀速打捞,该物体露出水面前,在50s的时间内匀速竖直上升了 5m,在这个过程中,拉力F做的功为5500J。物体完全露出水面后,继续匀速提升。(不计绳重,摩擦及阻力,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)物体露出水面前,拉力F为多大?
(2)物体露出水面前拉力F的功率为多大?
(3)动滑轮的重力为多大?
(4)物体完全露出水面后,继续匀速上升的过程,滑轮组的机械效率为多大?
【答案】(1)550N;(2)110W;(3)300N;(4)76.9%
【解析】
滑轮组的动滑轮绕2段绳;
(1).绳子自由端通过的距离
s=2h=2×5m=10m,
物体露出水面前,拉力
F==550N;
(2).物体露出水面前拉力F的功率
P==110W;
(3).物体受到的浮力
F浮=ρ水g V排=1.0×103kg/m3× 10N/kg×0.02m3=200N,
因为不计绳重、摩擦,所以,2F=(G物-F浮)+G动,
动滑轮的重力
G动=2F-(G物-F浮)=2×550N-(1000N-200N)=300N;
(4).因为不计绳重、摩擦,所以,滑轮组的机械效率
η=≈76.9%。
答:(1).物体露出水面前,拉力F为550N;
(2).物体露出水面前拉力F的功率为110W;
(3).动滑轮的重力为300N;
(4).物体完全露出水面后,继续匀速上升的过程,滑轮组的机械效率为76.9%。
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