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  • 如圖所示,小型牽引車通過滑輪組勻速打撈起深井中的物體,已知物體重1.2×103N,密度為1.6×103kg/m3.測得物體在出水面前、后牽引車作用在繩子上的拉力之比為1:2.若不計(jì)摩擦、繩重及水

    如圖所示,小型牽引車通過滑輪組勻速打撈起深井中的物體,已知物體重1.2×103N,密度為1.6×103kg/m3.測得物體在出水面前、后牽引車作用在繩子上的拉力之比為1:2.若不計(jì)摩擦、繩重及水的阻力,g取10N/kg.當(dāng)物體出水面前,滑輪組的效率是______;物體出水面后上升的速度是1m/s,牽引車?yán)Φ墓β蕿開_____.
    物理人氣:308 ℃時(shí)間:2019-11-15 16:57:40
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)∵G=mg=ρVg,
    ∴物體的體積:
    V=
    G
    =
    1200N
    10N/kg×1.6×103kg/m3
    =0.075m3,
    物體浸沒在水中受到的浮力:
    FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m3=750N,
    設(shè)物體在水中受到的拉力為F1,
    ∵F1+F=G,
    ∴F1=G-F=1200N-750N=450N,
    設(shè)出水面前、后牽引力作用在繩端的拉力為F、F′,動滑輪的重力為G1,
    ∵不計(jì)摩擦、繩重及水的阻力,
    ∴物體出水面前:
    F=
    F1+G1
    3
    =
    450N+G1
    3
    ,------①
    物體出水面后:
    F′=
    G+G1
    3
    =
    1200N+G1
    3
    ,------②
    由①÷②式得:
    1
    2
    =
    450N+G1
    1200N+G1
    ,
    解得:G1=300N
    根據(jù)①式得:F=
    F1+G1
    3
    =
    450N+300N
    3
    =250N
    物體出水面前的機(jī)械效率:
    η=
    W
    W
    ×100%=
    F1 h
    F×3h
    ×100%=
    450N
    3×250N
    ×100%=60%
    (2)物體出水面后,繩端受到的拉力:
    F′=
    G+G1
    3
    =
    1200N+300N
    3
    =500N,
    繩端移動的速度為:v′=3v=3×1m/s=3m/s,
    拉力的功率,
    P′=F′v′=500N×3m/s=1500W.
    故答案為:60%; 1500W.
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