题目

如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总重300kg，绳重和摩擦不计．现在用此起重机从水中把质量为2×103kg，体积为0.8m3的物体G匀速提起，滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3KW（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）．求： （1） 物体完全浸没在水中时受到的浮力 （2） 物体离开水面前拉力F的大小 （3） 物体离开水面前上升的速度 （4） 物体离开水面前，滑轮组的机械效率多大． 答案： 物体排开水的体积与物体的体积相等，即V排=V物=0.8m3，则F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3=8×103N 物体重力G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N；由于物体离开水面前受重力、滑轮组对物体的拉力G′和浮力的作用，根据受力平衡可知：G=G′+F浮；所以，G′=G﹣F浮=2×104N﹣8×103N=1.2×104N；动滑轮的总重力为G动=m动g=300×10N/kg=3×103N；由图可知：滑轮组的绳子股数为n=3，则由于绳重和摩擦不计，所以绳子的拉力为F=13（G′+G动）=13×（1.2×104N+3×103N）=5×103N 已知功率P=3kW=3000W，根据P=Wt=Fst=Fv得：速度v=PF=3000W5×103N=0.6m/s，则物体上升的速度为v′=13V=13×0.6m/s=0.2m/s 由于绳重和摩擦不计，则η==GhFs==，所以，物体离开水面前，的机械效率η=×100%=1.2×104N1.2×104N×103N×100%=80%．

查看本题答案和解析