用如图所示的装置提升重1.4×104N的货物A,货物A的体积为0.2m3,当货物A完全浸没在水中时,货物A在2s内匀速升高1m,绳端C处拉力F的功率P=7.5kW.(忽略绳重和轴摩擦,g取10N/kg),当货物A完全出水后,在空气中被匀速提升时,滑轮的机械效率________%.(计算结果保留整数)
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解析分析:根据F浮=ρgV排求出物体受的浮力,根据二力平衡知识求出滑轮组对物体的拉力,根据v=求出物体上升速度,求出绳端C移动速度vC=v,根据P===Fv求出绳端C的拉力FC,再根据FC=2(F+G动)求出动滑轮重;当货物A完全出水后,根据FC=2(G+G动)求出绳端C处的拉力,根据η===求出滑轮组的机械效率.
解答:当货物A完全浸没在水中时,物体受的浮力F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2×103N,
滑轮组对物体的拉力F=G-F浮=1.4×104N-2×103N=1.2×104N,
物体上升速度v===0.5m/s,
拉力移动速度vC=v=×0.5m/s=0.25m/s,
∵P===Fv
∴绳端C处的拉力FC===30000N,、
∵FC=2(F+G动)
∴动滑轮重G动=-F=-1.2×104N=3000N,
当货物A完全出水后,绳端C处的拉力FC′=2(G+G动)=2×(1.4×104N+3000N)=3.4×104N,
滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%=×100%≈82%.
故