题目内容

图20是某科技小组设计的滑轮组模型装置。滑轮组由电动机提供动力,在实验室中小明和他的同学进行了如下实验:在底面积为300cm2的圆柱形玻璃筒中倒入一定量的液体,铝块A完全浸没在液体中匀速竖直上升的过程中,滑轮组的机械效率为η1;铝块A全部露出液面后匀速竖直上升的过程中,滑轮组的机械效率为η2。已知铝块A的质量为2.7kg,铝块A离开液面前后,液体对容器底部的压强变化了400Pa,η1与η2之比为5:6,细绳的质量、滑轮与轴的摩擦、液体对铝块A的阻力均忽略不计,铝的密度为2.7×103kg/m3,g取10N/kg。求:

(1) 铝块露出液面前电动机所提供的拉力F1;

(2) 离开液面后如果铝块A以0.1m/s的速度匀速上升时,电动机所提供的拉力F2的功率。(7分)

 

 

解:铝块A完全浸没在液体中匀速竖直上升的过程中,滑轮组和铝块A的受力分析如图20甲所示:

铝块A全部露出液面后,匀速竖直上升的过程中,滑轮组和铝块A的受力分析如图20乙所示:

………………(1分)

图20 

 

乙

 

甲

 
 


V铝= 

 

铝块A完全浸没在液体中和铝块A全部露出液面后,液体对容器底部的压力变化量就是铝块受到的浮力。 

 ∴F浮= ………………(1分)

V排=V铝=

…………………………(1分)

              ……………………(1分)

               

解得:=9N                            …………………………(1分)

 ………………………………(1分)

 ………………………………(1分)

(其他解法正确的,均可相应得分)

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