(2009?昌平區(qū)一模)小軍利用滑輪組豎直向上勻速提升物體,如圖所示,第一次提升時,滑輪組的機械效率為75%,小軍對地面的壓力為F1;第二次提升時,將物體完全浸沒在某種液體中勻速提升,小軍對地面的壓力為F2,F(xiàn)1:F2=1:4,已知小軍的質(zhì)量為70kg,提升的物體質(zhì)量為90kg,假設(shè)在拉繩子的過程中,小軍對繩子的拉力與地面的壓力始終豎直向下,且在同一直線上,不計繩重和摩擦,g取10N/kg,則第二次浸沒在液體中勻速提升時,液體對物體的浮力大小是
600
600
N.
分析:已知物體的質(zhì)量,根據(jù)公式G=mg可求物體的重力,還知道第一次滑輪組的機械效率,根據(jù)公式η=
G
nF
可求繩子的拉力,進一步求出小軍對地面的壓力為F1和動滑輪的重力;根據(jù)小軍對地面的兩次的壓力之比,求出小軍對地面的壓力F2;進一步求出繩子此時的拉力,根據(jù)繩子拉力的大小求出物體在液體中受到的向下的拉力,液體對物體的浮力大小就等于物體的重力與物體在液體中受到的向下的拉力之差.
解答:解:物體的重力G=mg=90kg×10N/kg=900N;
第一次提升時,繩子的拉力F=
G
=
mg
=
90kg×10N/kg
2×75%
=600N;小軍的重力G1=m1g=70kg×10N/kg=700N;
所以小軍對地面的壓力為F1=G-F=700N-600N=100N;第二次提升時,小軍對地面的壓力為F2=4F1=4×100N=400N;
動滑輪的重力為G=2F-G=2×600N-900N=300N;第二次提升時,繩子的拉力是F=G1-F2=700N-400N=300N;
此時物體受到的向下的拉力為F=2F-G=2×300N-300N=300N;第二次浸沒在液體中勻速提升時,液體對物體的浮力大小F=G-F=900N-300N=600N.
故答案為:600.
點評:本題考查浮力的計算,關(guān)鍵是對物體和小軍進行受力分析,求出動滑輪的重力,從而進一步求出所受浮力的大小,本題考查知識面比較多,屬于難題.
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求:(1)動滑輪重和力F1的大;
(2)機械效率η1
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