Question

【題目】用如圖甲所示的滑輪組從水底勻速提升﹣個重2400N體積為0.2m3的物體。若物體在露出水面前此裝置的機械效率為80%．（不考慮繩重、摩擦和水的阻力，g＝10N/kg，ρ水＝1.0×l03kg/m）求：

（1）物體的密度；

（2）物體在露出水面之前，人的水平拉力F；

（3）物體逐漸露出水面的過程中，人拉力的功率隨時間變化的圖象如圖乙所示，已知P1 ＝0.5P2，求物體露出水面過程中的t1時刻，物體所受浮力的大小。

Answer 1

【答案】（1）1.2×l03kg/m3； （2）250N；（3）1250N。

【解析】

(1)已知物體的重力和體積，由 和 可得，物體的密度：；

（2）物體露出水面前受到的浮力為：

；

物體被勻速提升，受到平衡力作用，所以出水前滑輪組對物體的拉力為：

，

由圖知，通過動滑輪繩子的段數n＝2，

由 可得，作用在繩子末端的拉力為：；

（3）由題知，不考慮繩重、摩擦和水的阻力，所以動滑輪重力：

，

物體部分露出水面時的拉力： ，

物體全部露出水面后的拉力：，

由于物體勻速上升，速度不變， 由，且P1 ＝0.5P2，

所以： ，即 ，所以：，

則，

所以。