一金属块体积为10dm3,上表面离水面5M,某人用滑轮组将金属块从水中匀速提起,金属块在10s上升到上表面与水面相平,已
2个回答

解题思路:(1)由平衡条件求出金属块的重力,然后求出其质量,由密度公式求出金属块的密度.

(2)根据功率公式求出拉力的有用功率;

(3)要求金属块出水前后滑轮组的机械效率之比,需要分别计算出水前后的机械效率.

(1)金属块受到的浮力:FgV=1×103kg/m3×10N/kg×10×10-3m3=100N,

由图示滑轮组可知,承重绳子的有效股数:n=4,

匀速拉动金属块,金属块处于平衡状态,由平衡条件得:

G+G动滑轮-F=4F,金属块重力:G=4F-G动滑轮+F=4×225N-200N+100N=800N,

由G=mg可知,金属块的质量:m=[G/g]=[800N/10N/kg]=80kg,

金属块的密度:ρ金属=[m/V]=[80kg

10×10−3m3=8×103kg/m3

(2)拉力的有用功率:

P=

W有/t]=

(G−F浮)h

t=

(800N−100N)×5m

10s=350W;

(3)金属块浸没在水中时,滑轮组的机械效率为:

η1=

W有用

W总×100%=

(G−F浮)h

Fnh×100%=[800N−100N/4×225N]×100%=[7/9]%;

金属块离开水后,滑轮组的机械效率为

η2=

W有用′

W总′×100%=[Gh′

(G+G动)h′×100%=

800N/800N+200N]×100%=80%,

金属块出水前后滑轮组的机械效率之比:

η1

η2=

7

9

0.8=[35/36];

答:(1)金属块的密度为8×103kg/m3

(2)拉力F的有用功率350W;

(3)将金属块拉出水面后,又匀速提升3m,金属块出水前后滑轮组的机械效率之比为35:36.

点评:

本题考点: 密度的计算;滑轮(组)的机械效率;电功率的计算.

考点点评: 金属块浸没在水中时,手对绳子的拉力不是克服物重,而是物重与金属块所受浮力之差.

相关问题