如图所示,用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升,在时间t内物体上升的高度为h(物体未拉出水面),若物体的体积为V,水的密度为ρ,则下列算式正确的是( )
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答案解析
分析:
用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升时物体未拉出水面,排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力,由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=mh求出绳端移动的距离,根据W=Fs求出拉力做的功,根据W=(G﹣F_浮)h求出有用功,根据P=$\frac {W}{t}$求出有用功的功率,利用η=$\frac {W_有}{W_总}$求出滑轮组的机械效率.
解答:
解:
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,物体竖直匀速上升过程中,受到的浮力:F_浮=ρgV_排=ρgV;
由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,
则绳端移动的距离:s=nh=3h,
绳子拉力做的总功:W_总=Fs=F×3h=3Fh;
动滑轮对物体的拉力:F′=G﹣F_浮=G﹣ρgV,
动滑轮对物体的拉力做的功为有用功,则有用功:W_有=F′h=(G﹣ρgV)h,故C错误;
有用功的功率:
P_有=$\frac {W_有}{t}$=$\frac {(G-ρgV)h}{t}$,故D正确;
滑轮组的机械效率:
η=$\frac {W_有}{W_总}$=$\frac {(G-ρgV)h}{3Fh}$=$\frac {G-ρgV}{3F}$,故AB错误.
故选D.