题目内容
【题目】如图所示,工人将一底面积为0.06m2,高为2m,密度为2.0×103kg/m3的圆柱形实心物体从水下匀速提升1m,当物体未露出水面时,求(g取10N/kg)
(1)此时物体受到的浮力;
(2)若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重,工人对绳的拉力大小是多少N?
(3)若工人对绳的拉力为400N,使物体匀速上升,求此装置的机械效率?
【答案】(1)1.2×103N;(2)300N;(3)75%
【解析】
试题分析:(1)当物体未露出水面时,V排=V=Sh=0.06m2×2m=0.12m3,则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1.2×103N;(2)由ρ=m/V得:G=mg=ρ物gV=2.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=2.4×103N;物体未露出水面时,物体对滑轮组的拉力为F′=G-F浮=2.4×103N-1.2×103N=1.2×103N,由图示可知绳子的股数为n=4,若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重,则拉力F=1/nF′=1/4×1.2×103N=300N;(3)此时有用功是动滑轮对物体的拉力做的功,所以机械效率η=W有/W总=F′/4F拉=1200N/(4×400N)=75%。
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