Question

【題目】（四川省綿陽市示范初中2018屆九年級下學期第一次質量調研科學-物理試題）如圖所示,金屬塊的質量為60kg,某人用滑輪組將金屬塊從水中勻速提起,金屬塊在水下10s內上升了5m,此時作用在繩自由端的拉力F是120N,金屬塊密度為3×103kg/m3。金屬塊出水前，滑輪組下端受到的力相當于金屬塊的重力與浮力之差，即G'＝G－F浮，不計繩重和滑輪組機械內部的摩擦及金屬塊在水中受到的阻力。（g取10N/kg）求：

①金屬塊沒露出水面前，拉力F的功率？

②金屬塊出水前受到的浮力？

③求金屬塊出水前滑輪組的機械效率？

Answer 1

【答案】 240W 200N 83.3%

【解析】解答：(1)金屬塊在水中的上升速度為v物＝＝0.5m/s由圖知，承擔物重的繩子有4段,拉力的功率為P＝FnV物＝120N×4×0.5m/s＝240W(2)金屬塊受到的重力為G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N金屬塊的體積為:V＝0.02m3金屬塊浸沒時受到的浮力為F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3＝200N，作用在繩子末端的拉力為F＝ ,動滑輪的重力為G動＝nFG+F浮＝4×120N600N+200N＝80N，金屬塊浸沒在水中時，滑輪組的機械效率為:η＝