Question

【题目】如图所示，现在用一个滑轮组来提升水中的物体A．若物体的重力为1200N，体积为50dm3，物体A在水中被匀速提升时，拉力F是250N．求：

（1）滑轮组的机械效率为多大？

（2）如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，当物体露出水面的体积为24dm3时，拉绳刚好断裂，滑轮组所拉绳索能承受的最大拉力为多少？（假设滑轮组机械效率不变）

Answer 1

【答案】（1）70%；（2）336N。

【解析】解：

（1）物体A浸没在水中，则物体A受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10﹣3m3=500N；

动滑轮挂钩受到绳子的拉力为：

F拉=GA﹣F浮=1200N﹣500N=700N；

由图知，n=4，则拉力端移动距离s=4h，

滑轮组的机械效率为：

；

（2）当物体A露出水面的体积为24dm3时，物体A受到的浮力为：

F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×（50﹣24）×10﹣3m3=260N，

动滑轮挂钩受到绳子的拉力为：

F拉′=GA﹣F浮′=1200N﹣260N=940N，

因为，且滑轮组机械效率不变，

所以滑轮组所拉绳索能承受的最大拉力为：

。

答：（1）滑轮组的机械效率为70%；

（2）滑轮组所拉绳索能承受的最大拉力为336N。