利用如圖所示的裝置,把體積為1000cm3、密度為3×103kg/m3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(kāi)水面前浮力的大小保持不變)
(2)石塊離開(kāi)水面后提升5m過(guò)程中,這個(gè)裝置的機(jī)械效率是多少?(g=10N/kg)
解:(1)石塊離開(kāi)水面前 F浮=ρ水gV排 。1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10-6m3 。10N G石=m石g=ρ石Vg =3×103kg/m3×1000×10-6m3×10N/kg 。30N 動(dòng)滑輪對(duì)石塊的拉力為F1 F1=G石-F浮 =30N-10N 。20N 石塊離開(kāi)水面前,繩端的拉力為F2 2F2=F1+G動(dòng) F2= 。 。20N 石塊離開(kāi)水面后,繩端的拉力為F3 F3= 。 。25N 繩端拉力在兩個(gè)過(guò)程中所做的功為 W=F2S2+F3S3 =20N×4m+25N×10m 。330J. 其功率為 P= = 。33W (2)石塊離開(kāi)水面后 W總=F3×S3=25N×10m=250J W有=G石×h2=30N×5m=150J 所以η= = 。60% 答:整個(gè)過(guò)程中拉力的功率為33W,石塊離開(kāi)水面后的機(jī)械效率為60%. |
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次數(shù) | 擺線長(zhǎng)L/m | 擺球質(zhì)量m/g | 擺角θ/° | 擺動(dòng)一次的時(shí)間t/s |
1 | 1 | 20 | 3 | 2 |
2 | 1.4 | 20 | 3 | 2.4 |
3 | 1.4 | 20 | 5 | 2.4 |
4 | 1.4 | 30 | 5 | 2.4 |
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