题目:

(2009·兰州)如图所示,重物A是体积为10dm
3,密度为7.9×10
3kg/m
3的实心金属块,将它完全浸没在水中,始终未提出水面.若不计摩擦和动滑轮重,要保持平衡,求:
(1)作用于绳端的拉力F是多少?
(2)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是多少?
(3)若实际所用拉力为400N,此时该滑轮的效率是多少?(g=10N/kg)
答案
解:(1)物体A受到的重力:
G=ρvg=7.9×10
3kg/m
3×10×10
-3m
3×10N/kg=790N,
物体A受到的浮力:
F
浮=ρ
水gV
排=ρ
水gV=1×10
3kg/m
3×10×10
-3m
3×10N/kg=100N;
∵不计摩擦和动滑轮重,
∴物体A受到的拉力:
F=(G-F浮)=×(790-100N)=345N.
(2)s=2h=2×2m=4m,
拉力做的功:
W=Fs=345N×4m=1380J.
(3)使用动滑轮的有用功:
W
有=(G-F
浮)h=(790N-100N)×2m=1380J,
W
总=F′s=400N×4m=1600J;
此时该滑轮的效率:
η=
×100%=×100%=86.25%.
答:(1)作用于绳端的拉力F是345N;
(2)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是1380J;
(3)若实际所用拉力为400N,此时该滑轮的效率是86.25%.
解:(1)物体A受到的重力:
G=ρvg=7.9×10
3kg/m
3×10×10
-3m
3×10N/kg=790N,
物体A受到的浮力:
F
浮=ρ
水gV
排=ρ
水gV=1×10
3kg/m
3×10×10
-3m
3×10N/kg=100N;
∵不计摩擦和动滑轮重,
∴物体A受到的拉力:
F=(G-F浮)=×(790-100N)=345N.
(2)s=2h=2×2m=4m,
拉力做的功:
W=Fs=345N×4m=1380J.
(3)使用动滑轮的有用功:
W
有=(G-F
浮)h=(790N-100N)×2m=1380J,
W
总=F′s=400N×4m=1600J;
此时该滑轮的效率:
η=
×100%=×100%=86.25%.
答:(1)作用于绳端的拉力F是345N;
(2)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是1380J;
(3)若实际所用拉力为400N,此时该滑轮的效率是86.25%.