如图所示,滑轮组的机械效率为50%,当重为G的物体没有放入水中时(如图甲),在绳端用60N的力F1可使物体匀速上升;当物体浸没在水中时(如图乙),在绳端用50N的力F2可使物体匀速上升.(g取10N/kg,忽略绳重和摩擦)求:
(1)在图乙所示时,物体受到的浮力.
(2)物体的密度.
网友回答
解:(1)由图甲知,滑轮组由3段绳子承担物重,所以s=3h
η=×100%=×100%
则50%=×100%
解得G=90N
F1=(G+G动),∴G动=3F1-G=3×60N-90N=90N;
F2=(G-F浮+G动)则:
50N=×(90N-F浮+90N)
解得:F浮=30N
(2)∵物体完全浸没,根据F浮=ρ液gV排得:
V=V排===3×103kg/m3
ρ====3×103kg/m3
答:(1)在图乙所示时,物体受到的浮力是30N.
(2)物体的密度是3×103kg/m3.
解析分析:(1)根据滑轮组机械效率的概念,η=×100%=×100%=×100%,将已知条件代入,便可求出物体和动滑轮重力,也可用F=(G+G动)的关系求出动滑轮重力;
根据滑轮组的省力特点:F=(G′+G动)求出G′,其中G′=G-F浮,便可求出F浮;
(2)根据V=V排=求出物体的体积,由密度公式ρ==求出物体的密度.
点评:此题考查了有关滑轮组机械效率的计算,需掌握其基本公式及其推导公式,同时涉及到了滑轮组的省力特点及浮力和密度的计算,综合性较强.