用如图所示的滑轮组匀速提起水中的重物,当重物浸没在水中时,拉力F为11.6牛,滑轮组的机械效率为75%,当重物离开水面时,拉力为14.5牛(整个装置的摩擦和绳重不计)

发布时间:2020-07-29 12:44:39

用如图所示的滑轮组匀速提起水中的重物,当重物浸没在水中时,拉力F为11.6牛,滑轮组的机械效率为75%,当重物离开水面时,拉力为14.5牛(整个装置的摩擦和绳重不计),求重物的密度.

网友回答

解:设物体浸没在水中,上升h,
有两段绳子承担物体的重,所以绳子自由端移动2h,
所以,η==,所以,75%=,所以,G-F浮=17.4N.
因为,F=(G-F浮+G动),所以,11.6N=(17.4N+G动),所以,G动=5.8N.
当物体离开水面时,因为,F'=(G+G动),所以,14.5N=(G+5.8N),所以,G=23.2N.
因为,G-F浮=17.4N,所以,23.2N-1.0×103kg/m3×9.8N/kg×V=17.4N,所以,V=5.9×10-4m3.
因为G=ρgV,所以,23.2N=ρ×9.8N/kg×5.9×10-4m3,所以ρ=4.0×103kg/m3.
答:重物密度为4.0×103kg/m3.
解析分析:(1)已知机械效率,找出有用功和总功,根据η=,求出滑轮组对物体的拉力,即G-F浮.(2)当物体浸没在水中,知道绳子自由端的拉力、滑轮组对物体的拉力,根据F=(G-F浮+G动),求出动滑轮的重力.(3)当物体离开水面时,知道绳子自由端的拉力和动滑轮的重力,根据F=(G+G动),求出物体的重力.(4)知道滑轮组对物体的拉力,即G-F浮,又知道物体的重力,求出物体浸没在水中时受到的浮力,根据阿基米德原理求出物体的体积.(5)知道物体的重力、物体的体积,根据G=ρgV,求出物体的密度.

点评:本题涉及到机械效率、阿基米德原理、使用滑轮组时绳子自由端和重物的关系等,综合性很强,有很大的难度.
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