如图1－6－62所示,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内上升到上表面与水面相平,已知某人作用在绳端的拉力F是225N,动滑轮总重为200N．不
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/23 18:41:28
如图1－6－62所示,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内上升到上表面与水面相平,已知某人作用在绳端的拉力F是225N,动滑轮总重为200N．不
如图1－6－62所示,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内上升到上
表面与水面相平,已知某人作用在绳端的拉力F是225N,动滑轮
总重为200N．不计绳重和滑轮组机械内部的摩擦及金属块在水中
受到的阻力 (g取10N/kg),求：
（1）金属块的密度；
（2）拉力F的有用功率；
（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.
如图1－6－62所示,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内上升到上表面与水面相平,已知某人作用在绳端的拉力F是225N,动滑轮总重为200N．不
1s内上升高度S=5m
根据S=1/2at^2
加速度a = 2S/t^2 = 2*5/1^2 = 10米/秒平方
金属块体积V=10*10^(-3)立方米,水的密度p水=1*10^3千克/立方米
水的浮力F浮 = p水gV = 1*10^3 * 10 * 10*10^(-3) = 100牛
动滑轮组重G2=200N,质量m2=G2/10 = 20千克
绳子自由端拉力F=225N,滑轮组为4倍省力关系,即n=4
4F+F浮-(m1+m2)g = (m1+m2)a
4F+F浮 = (m1+m2)(a+g)
m1 = (4F+F浮)/(a+g)-m2 = (4*225+100)/(10+10) - 20 = 30千克
金属块密度p1 = m1/V = 30/[10*10^(-3)] = 3*10^3千克/立方米
出水时速度v=at=10*1=10m/2
有用功率P有 = {(m1g-F浮)*S+1/2m2v^2} /t = { (30*10-100) * 5 + 1/2*30*10^2 } / 1 = 2500W
第一阶段总功率P总 = F*4S/t = 225*4*5/1 = 4500W
第一阶段机械效率 = P有/P总*100% = 2500/4500 = 5/9*100%
将金属块拉出水面后的机械效率 = m1/(m1+m2) * 100% = 30/(30+20) * 100% = 60%
出水前后机械效率之比 = (5/9*100%)：(60%) = 25：27
25：27