一、为打捞沉入湖底的金属球,某打捞队设计了如图所示的装置图。若金属球的体积为0.04 m³,其质量为240kg。用滑轮组将金属球打捞出水面后,继续提升,金属球在50s的时间内匀速竖直上升了5m。在这个过程中,拉力F恒定为1250N(ρ水=1.0x10³kg/m³,g取10N/kg)试求:
(1)金属球浸没在水中时受到的浮力。
(2)金属球出水后,拉力F的功率。
(3)金属球出水后,滑轮组的机械效率。

二、搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m,所用的拉力为50 N,时间为20s,不计绳重及摩擦。试求:
(1)提升物体所做的有用功。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)动滑轮的重量。

【参考答案】
一、解:(1)金属球浸没在水中时,排开水的体积V排=V=0.04m³,受到水的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0x10³kg/m³x0.04m³x10N/kg=400N。
(2)由图可知:n=2,拉力端移动的距离s=2h=2x5m=10m,
金属球出水后,拉力做功:
W总=Fs= 1250Nx10m= 12500J
拉力F的功率:P=W总/t=12500J/50s=250W。
(3)金属球出水后,拉力做的有用功:
W有用=Gh=mgh=240kg×10N/kg×5m=12000J
滑轮组的机械效率:
η=W有用/W总=(12000J/12500J)×100%=96%
答:(1)金属球浸没在水中所受浮力为400N。
(2)金属球出水后,拉力F的功率为250W。
(3)金属球出水后,滑轮组的机械效率为96%。
二、(1)360J (2)80% (3)30N 计算过程略,非常非常抱歉!
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