题目内容

如图,物体重100N,圆柱形容器底面积为400cm2,内盛有65cm深的水,当用图中滑轮组将物体浸没在水中后,容器中水面上升到70cm,物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%(不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力).ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg.求:

(1)物体浸没在水中后,水对容器底增加的压强.

(2)物体浸没在水中时受到的浮力.

(3)若把物体完全拉出水面后,滑轮组的机械效率.

解:(1)增加的深度:h=70cm-65cm=5cm=0.05m

增加的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa

(2)物体体积:V=sh=400cm2×5cm=2000cm3=2×10-3m3

浸没时:V排=V=2×10-3m3

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3=20N

(3)浸没时,由η==得

F== =N       

由F=〔(G物-F浮)+G动﹞得

G动=3F+F浮-G物=3× N+20N-100N=20N

拉出水面后的拉力F'=(G物+G动)=×(100N+20N)=40N

此时机械效率为η'=  ==83.3%

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