Question

【题目】如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总重300kg，绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计。现在用此起重机从水中把质量为，体积为0.8m3的物体G匀速提起，滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3kW。则物体完全浸没在水中时受到的浮力为___N；物体上表面离开水面前起重机上绳子的拉力F为____N；物体上表面离开水面前，滑轮组的机械效率为____。（g取10N/kg，ρ水=）

Answer 1

【答案】8000 5000 80%

【解析】

物体排开水的体积与物体的体积相等，即：V排=V物=0.8m3，

物体受到的浮力：F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3=8×103N；

物体重力：G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N；

由于物体离开水面前受重力、滑轮组对物体的拉力G′和浮力的作用，根据受力平衡可知：G=G′+F浮，所以：G′=G-F浮=2×104N-8×103N=1.2×104N；

动滑轮的总重力为：G动=m动g=300kg×10N/kg=3×103N；

由图可知，滑轮组的绳子股数为：n=3，

由于绳重和摩擦不计，所以绳子的拉力为：

F=(G′+G动)= (1.2×104N+3×103N)=5×103N；

由于绳重和摩擦不计，则：

，

所以，物体离开水面前的机械效率：

。