Question

利用如图所示的装置，把体积为，密度为的薄石块从水面下2m处拉出水面后，再提升了5m，共用时间10s，动滑轮重为20N（不计绳子与滑轮间的摩擦，设石块的两个上升过程都是匀速）。求：

（1）在整个过程中拉力F的功率（注：在计算时可认为薄石块在离开水面前浮力的大小保持不变）。
（2）石块离开水面后提升5m过程中，这个装置的机械效率是多少？（）

Answer 1

（1）33W  (2)60%

（1）对石块受力分析（如下图），由于物体在水中匀速上升，T为动滑轮下端所受的拉力，则：

在离开水面前，石块受到的浮力




则
设离开水面前绳子自由端的拉力为，则：


离开水面后，绳子自由端的拉力


绳子自由端拉力F所做的总功


故拉力F的功率为：

（2）石块离开水面后：