Question

如图24所示，是某科技小组设计的打捞水中物体装置的示意图。在湖底有一个体积为0.02m³实心铸铁球，其所受重力为1400N，现用滑轮组将铸铁球打捞出水面，铸铁球浸没在水中和完全露出水后作用在绳子自由端的拉力分别为F₁、F₂，且F₁︰F₂=15︰17。作用在绳子自由端的拉力做功的功率保持340W不变。不考虑滑轮组摩擦、绳重和水的阻力，g取10N/kg。求：

（1）铸铁球浸没在水中时受到的浮力；

（2）铸铁球浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率；

（3）铸铁球提出水面后匀速上升的速度。

Answer 1

（1）铸铁球浸没在水中时：

     (1分)

（2）铸铁球浸没在水中和完全露出水面后，对物体和动滑轮受力分析

如图甲、乙所示。                                  （图1分）

2F₁=G + G_动－F_浮=1400N + G_动 －200N=1200N+ G_动

2F₂=G + G_动  =1400N+ G_动   

解得：G_动＝300N

  （1分）

（3）由P＝F₂ v_绳              

则：v_球=0.2m/s                                                     （1分）