Question

【題目】用如圖甲所示的裝置將實心物體A從深井中吊出來，拉力的功率隨時間的變化如圖乙所示，已知動滑輪的重力為60 N，物體勻速上升的速度始終為1 m/s(不計繩重、摩擦及阻力，ρ水＝1×103 kg/m3，g＝10 N/kg)．則物體浸沒在水中時受到的浮力為__________N；物體浸沒在水中時滑輪組的機械效率為___________；

Answer 1

【答案】120 80%

【解析】

（1）由圖甲可知，n＝2，則拉力F拉繩的速度v＝2vA＝2×1m/s＝2m/s；由圖乙可知，圓柱體A離開水面后拉力F的功率P′＝420W，由P＝Fv得，繩子自由端的拉力：F′＝＝＝210N；不計繩重、摩擦及阻力，拉力F′＝(GA+G輪)，A的重力：GA＝2F′G輪＝2×210N-60N＝360N；由圖乙可知，圓柱體A在水中拉力F的功率P＝300W，由P＝Fv得，繩子自由端的拉力：F＝＝150N，不計繩重、摩擦及阻力，拉力F＝ (GAF浮+G輪)，解得：F浮＝120N；（2）物體浸沒在水中的機械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%。