Question

8．物體A重為100N，把物體A掛在滑輪組下并將物體A完全浸入水中，已知物體A排開水的質(zhì)量為2Kg，在拉力F=40N的作用下，物體A在水面下勻速上升了18m，花時(shí)1min．請(qǐng)完成下列問題：（g=10N/kg）
（1）物體A全部浸在水中時(shí)受到的浮力．
（2）拉力F的功率為多大？
（3）該滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)F_浮=G_排=m_排g即可求出物體A受到的浮力；
（2）由圖滑輪組的繞線情況可知?jiǎng)踊�輪由幾段繩子承擔(dān)物重，根據(jù)s=nh求出繩子自由端移動(dòng)的距離，利用W_總=FS求出總功，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$即可求出拉力的功率；
（3）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F•nh}$=$\frac{G}{nF}$即可求出滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：（1）物體A受到的浮力F_浮=G_排=m_排g=2kg×10N/kg=20N；
（2）由圖滑輪組的繞線情況可知：三股繩子吊著動(dòng)滑輪；
則繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=3×18m=54m，
總功：W_總=Fs=40N×54m=2160J；
拉力F的功率：P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{2160J}{60m}$=36W；
（3）物體A對(duì)滑輪組的拉力為G′=G-F_浮=100N-20N=80N，
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F•nh}$=$\frac{G}{nF}$可知：
滑輪組機(jī)械效率η=$\frac{G′}{nF}$×100%=$\frac{80N}{3×40N}$×100%≈66.7%．
答：（1）物體A全部浸在水中時(shí)受到的浮力為20N．
（2）拉力F的功率為36W；
（3）該滑輪組的機(jī)械效率66.7%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查浮力、機(jī)械效率、功率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是一定注意由于物體在水中受浮力作用，水中物體A對(duì)動(dòng)滑輪的拉力不等于物體的重力．