题目内容

【题目】用如图所示滑轮组将铁球打捞出水面，不计摩擦，绳重，水的阻力。水深5米，铁球重1400N，作用在绳端拉力F的功率是P恒定不变，铁球露出水面前滑轮组的机械效率为80%，铁球密度为7.0×103kg/m3，湖水密度是ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：

（1）铁球完全露出水面拉着铁球匀速上升时，绳端拉力F多大？

（2）铁球浸没水中时匀速提起的速度v1和铁球完全露出水面在空气中匀速提起的速度v2之比。

（3）铁球完全提出水面后，滑轮组的机械效率是多少？[结果保留整数]

【答案】(1)850N；(2)；(3)82%

【解析】

(1)由G=mg可得铁球质量为

由可得铁球的体积

未露出水面时，排开水的体积等于铁球的体积，则此时受到的浮力

铁球露出水面时做的有用功

铁球露出水面前滑轮组的机械效率为80%，由可得此时做的总功

额外功为

若不计摩擦，绳重，水的阻力，则额外功体现在动滑轮提升5m所做的功，即

则动滑轮重力

所以铁球完全露出水面拉着铁球匀速上升时，绳端拉力

(2)由(1)已知铁球受到的浮力，则铁球露出水面前绳子末端的拉力

由于作用在绳端拉力F的功率是P恒定不变，根据公式变形可得

所以铁球浸没水中时匀速提起的速度v1和铁球完全露出水面在空气中匀速提起的速度v2之比为

(3)不计摩擦，绳重，铁球完全提出水面后，铁球克服重力做的功为有用功

绳子末端拉力做的功为总功

滑轮组的机械效率

答：(1)铁球完全露出水面拉着铁球匀速上升时，绳端拉力F是850N；

(2)铁球浸没水中时匀速提起的速度V1和铁球完全露出水面在空气中匀速提起的速度V2之比是；

(3)铁球完全提出水面后，滑轮组的机械效率是82%。

练习册系列答案
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②____ （填两开关闭合情况），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 0.2A，小灯泡正常发光；③____（填两开关闭合情况），保持滑动变阻器的滑片位置不变，记下电流表的示数为 0.15A；④小灯泡正常发光时的电阻 R＝______Ω。

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