Question

工作人员用如图所示装置把水质监控仪器放入水中。第一次使仪器A在水中匀速上升的过程中（A未露出水面），人对绳子竖直向下的拉力为F₁，绳端的速度为v₁，机械效率为η₁；第二次把仪器B固定在A下方，A和B在水中匀速上升的过程中（A未露出水面），人对绳子竖直向下的拉力为F₂，绳端的速度为v₂，机械效率为η₂；η₁: η₂=34:35。已知V_A=V_B=3×10^-3m³， G_A=3G_B，G_B=50N。拉力F₁、F₂做功随时间变化的图像分别如图中①、②所示。（不计绳重、滑轮与轴的摩擦及水的阻力，g取10N/kg）

求：（1）A所受的浮力F_浮；
（2）动滑轮的重G_动；
（3）求v₁、v₂的比值。

Answer 1

（1）30N（2）30N（3）

（1）F_浮=ρ_液gV_A=30N     ………………………(1分)

（2）当仪器A在水中匀速上降时,受力分析如答图7所示。受力分析正确……… (1分)

………………………… ①
……………………②          ……………(1分)
 ………………………③
当仪器A和B在水中匀速上降时,受力分析如答图8所示：

………………… ④
………………⑤     ……………(1分)
 …………… ⑥
 …………………………⑦
将 V_A=V_B=3×10^-3m³     G_A=3G_B   G_B=50N   代入上式
解出：G_动="30N"   ………………………(1分)
（3）  ………………………(2分)
（1）F_浮=ρ_液gV_A=30N  
（2）当仪器A在水中匀速上降时,受力分析如答图7所示。

 
当仪器A和B在水中匀速上降时,受力分析如答图8所示：

  
将 V_A=V_B=3×10^-3m³     G_A=3G_B   G_B=50N   代入上式
解出：G_动="30N"  
（3）