问题描述:
如图所示,用滑轮组匀速提升在水中密度为3×103kg/m3的物体A时,绳端所用的拉力为300N,假设物体露出水面前后滑轮组的机械效率保持50%不变,则物体A露出水面的体积为20dm3时,绳端增加的拉力是多少牛?(绳重和摩擦不忽略,g取10N/kg)最佳答案:
受力分析如下图所示:
全浸时:η=
W有 |
W总 |
FAh |
F•4h |
即50%=
FA |
4×300N |
FA=600N;
∵GA=F浮+FA
即ρAVAg=ρ水VAg+FA
∴VA=
FA |
(ρA−ρ水)g |
600N |
(3×103kg/m3−1×103kg/m3)×10N/kg |
即GA=ρAVAg=3×103kg/m3×0.03m3×10N/kg=900N;
10dm3浸入时:F浮′=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N,
则FA′=GA-F浮′=900N-100N=800N,
∵η=
W有 |
W总 |
FA′h |
F′×4h |
50%=
800N |
4F′ |
F′=400N,
则△F=F′-F=400N-300N=100N.
答:绳端增加的拉力是100N.