如图所示,重物A是体积为10dm3,密度为7.9×103kg/m3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。(g=10N/kg)。求:
(1)重物A受到的浮力为多少?
(2)作用于绳端的拉力F是多少?
(3)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是多少?
(4)若实际所用拉力为300N,此时该滑轮的效率是多少?
解析:
(1)物体A的体积为
V=10dm3=0.01m3
则完全浸没在水中时
V排=V=0.01m3,
金属块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV
=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3
=100N;
(2)金属块的重力:
G=mg=ρVg
=7.9×103kg/m3×0.01m3×10N/kg
=790N,
∵由图可知,动滑轮是由3股绳子承担,在不计摩擦和动滑轮重的条件下,
∴作用于绳端的拉力:
=230N。
(3)若缓慢将重物A提升2m,因为n=3,所以
s=nh=3×2m=6m,
拉力做的功:
W=Fs=230N×6m
=1380J。
(4)若实际所用拉力为300N,则总功为:
W总=Fs=300N×6m
=1800J;
使用滑轮组所做的有用功:
W有用=(G﹣F浮)h
=(790N﹣100N)×2m
=1380J,
此时该滑轮的效率:
≈76.7%。
故
(1)重物A受到的浮力为100N;
(2)作用于绳端的拉力F是230N;
(3)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是1380J;
(4)若实际所用拉力为300N,此时该滑轮的效率是76.7%。
微信扫码关注三人行问答社区 公众号