如图所示,物体A重200N,圆柱形容器底面积为400cm2,内盛有足够深的水。用图中的滑轮组(定滑轮用轻质细杆固定在水平地面上)将浸没在水中的物体A匀速提出水面,当物体A浸没在水中匀速上升时,滑轮组的机械效率为80%。不计绳重、摩擦及水的阻力,物体A不吸水、不沾水, ,g=10N/kg。求:
(1)物体浸没在水中时受到的浮力;
(2)物体完全提出水面后,水对容器底减小的压强;
(3)物体完全提出水面后,滑轮组的机械效率。(小数点后保留一位数字)
解析:
(1)根据密度公式可知物体的体积为
则根据阿基米德浮力公式,物体浸没在水中时受到的浮力为
(2)物体完全提出水面后,水位降低高度为
则水对容器底减小的压强为
(3)动滑轮与3股绳子接触,故n=3,即
当物体A浸没在水中匀速上升时
滑轮组的机械效率为
代入数据可知
则可知动滑轮的重量为
物体完全提出水面后,滑轮组的机械效率为
可见:
(1)物体浸没在水中时受到的浮力为40N;
(2)物体完全提出水面后,水对容器底减小的压强为1000Pa;
(3)物体完全提出水面后,滑轮组的机械效率为83.3%。
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