如图所示,体重为$600\text{N}$的小孔利用滑轮组匀速提升重物时,他使用的是最省力的绕绳方式,绕在滑轮组上的绳子图中未画出,动滑轮总重$300\text{N}$,绳子能承受的最大拉力为$1000\text{N}$,连接重物与动滑轮持钩的绳子能承受的最大拉力为$4000\text{N}$,被提升的重物$A$体积为$0.1{{\text{m}}^{3}}$,用$400\text{N}$的拉力,将重物$A$以$0.1\text{m}/\text{s}$的速度匀速提升了$5\text{m}$,物体始终未露出水面,不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力,$g$取$10\text{N}/\text{kg}$.求:
物体所受的浮力${{F}_{浮}}$.
$1000\text{N}$
${{F}_{浮}}={{G}_{液排}}={{\rho}_{液}}g{{V}_{排}}=1000\text{N}$.
答:物体所受的浮力${{F}_{浮}}=1000\text{N}$.
提升水中重物$A$时的机械效率$\eta $.
$85\%$
$\eta =\frac{{{W}_{有用}}}{{{W}_{总}}}\times 100\%=\frac{nF-{{G}_{动}}}{nF}=\frac{5\times 400\text{N}-300\text{N}}{5\times 400\text{N}}=85\%$.
答:提升水中重物$A$时的机械效率$\eta =85\%$.
以同样的速度提升另一重物$B$,此时达到人和装置施力的极限值,拉力的功率$P$.
$300\text{W}$
由题意知,人的最大拉力为$600\text{N}$.可推导出不违反题目中:绳子能承受的最大拉力为$1000\text{N}$,连接重物与动滑轮持钩的绳子能承受的最大拉力为$4000\text{N}$.所以可确定$F=600\text{N}$,$P=Fv=600\text{N}\times 5\times 0.1\text{m}/\text{s}=300\text{W}$.
答:以同样的速度提升另一重物$B$,此时达到人和装置施力的极限值,拉力的功率$P=300\text{W}$.