Question

【题目】某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件。已知工件的体积是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力F=1700N。（不考虑摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求：

（1）工件的质量是多少千克？工件浸没在水中时，受到的浮力是多少？

（2）滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？

（3）工件从水里升到水面上的过程中，滑轮组的机械效率将如何变化，并分析原因。

Answer 1

【答案】（1）m=560kg；F浮=1600N；（2）η=78.43%；（3）机械效率将变大，由机械效率的公式可知，在额外功不变的情况下，有用功变大，所以有用功占总功的比值就变大，即机械效率变大。

【解析】（1）工件的质量：m＝ρV＝3.5×103kg/m3×0.16m3＝560kg，工件浸没在水中时，受到的浮力：F浮＝ρ液gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.16m3＝1600N；（2）滑轮组对工件的拉力：F′＝G-F浮＝mg-F浮＝560kg×10N/kg-1600N＝5600N-1600N＝4000N，机械效率：78.43%（3）工件从刚露出水面到完全露出水面的过程中，工件排开水的体积减小，工件受到的浮力减小，滑轮受到的拉力增大，拉力做的有用功增大，额外功几乎不变，由此可知动滑轮的机械效率变大．