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.
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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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