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某同学用滑轮组从装满水的水井中将一铁块缓慢匀速提升一段距离(铁块始终未露出水面),已知铁块体积0.06m3,铁块的密度为7.9×103kg/m3.动滑轮的重力为10N,(滑轮的重力和摩擦不计,g=1

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作业帮某同学用滑轮组从装满水的水井中将一铁块缓慢匀速提升一段距离(铁块始终未露出水面),已知铁块体积0.06m3,铁块的密度为7.9×103kg/m3.动滑轮的重力为10N,(滑轮的重力和摩擦不计,g=10N/kg)求:
(1)铁块受到的浮力是多大;
(2)拉力F的大小;
(3)滑轮组的机械效率是多大.
▼优质解答
答案和解析
(1)因为铁块完全浸没,
所以V=V=0.06m3
根据阿基米德原理,铁块受到的浮力:
F=G=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m3=600N;
(2)铁块的重力:
G=mg=ρVg=7.9×103kg/m3×0.06m3×10N/kg=4740N,
因为由2股绳子承担拉力,绳重和摩擦不计,所以拉绳子的力:
F=
1
2
(G-F+G)=
1
2
×(4740N-600N+10N)=2075N;
(3)在铁块未拉出水面之前,所做有用功为W=F′h=(4740N-600N)×h=4140N×h
总功为W=Fs=2075N×h×2=4150N×h
η=
W有用
W
×100%=
4140N×h
4150×h
×100%≈99.8%.
答:(1)铁块受到的浮力是为600N;
(2)拉力F的大小为2075N;
(3)滑轮组的机械效率是为99.8%.