分析 (1)物体A完全在水面下时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力;
(2)物体A完全在水面下时被匀速提升,受到绳子的拉力和物体的重力、浮力构成平衡力,据此求出物体A完全在水面下时受到绳子的拉力;
已知电动机的输出功率恒定不变,由P=Fv即可求出拉力F;
然后根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Th}{Fs}$=$\frac{Th}{F•nh}$=$\frac{T}{nF}$求出滑轮组的机械效率.
解答 解:(1)由于物体A完全在水面下,排开水的体积和自身的体积相等,
即V排=V=Sh=0.02m2×3m=0.06m3;
则受到的浮力:
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m3=600N;
(2)以物体M为研究对象,受力分析如图甲所示;
以动滑轮A为研究对象,受力分析如图乙所示.
GM=ρMgVM=4.5×103kg/m3×10N/kg×0.06m3=2700N,
由图甲可知:T=GM-F浮=2700N-600N=2100N,
由图可知绳子的股数为3股;
则根据P=Fv可知:F=$\frac{P}{v}$=$\frac{480W}{3×0.2m/s}$=800N;
所以,η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Th}{Fs}$×100%=$\frac{Th}{F•nh}$×100%=$\frac{T}{nF}$×100%=$\frac{2100N}{3×800N}$×100%=87.5%.
答:(1)物体M完全在水面下时的浮力为600N;
(2)滑轮组的机械效率η为87.5%.
点评 本题涉及到的知识点较多,如阿基米德原理的应用、绳子的拉力、滑轮组的特点、机械效率的计算等,综合性较强,有一定的难度;分析好物体受到的力是解题的关键.
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A. | 一个苹果的质量约为5kg | B. | 人步行的速度约为10m/s | ||
C. | 人体正常体温温度约为36.5℃ | D. | 乒乓球台的高度约为80dm |
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