Question

利用如圖所示的裝置，把體積為，密度為的薄石塊從水面下2m處拉出水面后，再提升了5m，共用時(shí)間10s，動(dòng)滑輪重為20N（不計(jì)繩子與滑輪間的摩擦，設(shè)石塊的兩個(gè)上升過(guò)程都是勻速）。求：

（1）在整個(gè)過(guò)程中拉力F的功率（注：在計(jì)算時(shí)可認(rèn)為薄石塊在離開水面前浮力的大小保持不變）。
（2）石塊離開水面后提升5m過(guò)程中，這個(gè)裝置的機(jī)械效率是多少？（）

Answer 1

（1）33W  (2)60%

（1）對(duì)石塊受力分析（如下圖），由于物體在水中勻速上升，T為動(dòng)滑輪下端所受的拉力，則：

在離開水面前，石塊受到的浮力




則
設(shè)離開水面前繩子自由端的拉力為，則：


離開水面后，繩子自由端的拉力


繩子自由端拉力F所做的總功


故拉力F的功率為：

（2）石塊離開水面后：