Question

【題目】某橋梁施工隊用如圖所示的滑輪組打撈沉在水底的工件。已知工件的體積是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑輪組向上勻速拉動浸沒在水中的工件時，人在繩子的自由端施加的拉力F=1700N。（不考慮摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求：

（1）工件的質量是多少千克？工件浸沒在水中時，受到的浮力是多少？

（2）滑輪組向上勻速拉動浸沒在水中的工件時，機械效率是多大？

（3）工件從水里升到水面上的過程中，滑輪組的機械效率將如何變化，并分析原因。

Answer 1

【答案】（1）m=560kg；F浮=1600N；（2）η=78.43%；（3）機械效率將變大，由機械效率的公式可知，在額外功不變的情況下，有用功變大，所以有用功占總功的比值就變大，即機械效率變大。

【解析】（1）工件的質量：m＝ρV＝3.5×103kg/m3×0.16m3＝560kg，工件浸沒在水中時，受到的浮力：F浮＝ρ液gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.16m3＝1600N；（2）滑輪組對工件的拉力：F′＝G-F浮＝mg-F浮＝560kg×10N/kg-1600N＝5600N-1600N＝4000N，機械效率：78.43%（3）工件從剛露出水面到完全露出水面的過程中，工件排開水的體積減小，工件受到的浮力減小，滑輪受到的拉力增大，拉力做的有用功增大，額外功幾乎不變，由此可知動滑輪的機械效率變大．