如图所示,用滑轮组将重为G=1360N的金属打捞出水面,不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力,作用在绳自由端拉力的功率始终保持1700W,金属块浸没在水中时匀速提起的速度为v1=1m/s,则金属块被提出水面后匀速提起的速度v2=________m/s(金属块的密度为8×103kg/m3,取g=10N/kg.)(计算结果保留1位小数)
网友回答
0.9
解析分析:先求出金属块的体积V,然后求金属块在水中受到的浮力F浮,再求滑轮组绳子自由端的拉力F,再求动滑轮的重力G滑轮,再求金属块出水后滑轮组绳子自由端的拉力F′,最后求出水后金属块匀速运动的速度V2.
解答:金属块的质量m===136Kg,金属块的体积V===0.017m3.
金属块全部浸在水中时所受的浮力F浮=ρ水gV排=1×103Kg/m3×10N/Kg×0.017m3=170N.
金属块的速度为v1=1m/s,则绳子的速度V=2v1=2m/s.
由P=FV,得滑轮组绳子自由端的拉力F1===850N.
物体及动滑轮在竖直方向上,受竖直向上的浮力F浮,受绳子竖直向上的拉力2F1,竖直向下的重力G及G滑轮,
金属块匀速运动,由平衡条件得:2F1+F浮=G+G滑轮,G滑轮=2F1+F浮-G=2×850N+170N-1360N=510N.
金属块出水后,物体及动滑轮在竖直方向上,受绳子竖直向上的拉力2F2,竖直向下的重力G即G滑轮,
金属块匀速运动,由平衡条件得:2F2=G+G滑轮,F2===935N,
由于P=1700W不变,则V′==≈1.8m/s.则金属块匀速提起的速度V2==0.9m/s.
故