Question

如圖24所示，是某科技小組設(shè)計的打撈水中物體裝置的示意圖。在湖底有一個體積為0.02m³實心鑄鐵球，其所受重力為1400N，現(xiàn)用滑輪組將鑄鐵球打撈出水面，鑄鐵球浸沒在水中和完全露出水后作用在繩子自由端的拉力分別為F₁、F₂，且F₁︰F₂=15︰17。作用在繩子自由端的拉力做功的功率保持340W不變。不考慮滑輪組摩擦、繩重和水的阻力，g取10N/kg。求：

（1）鑄鐵球浸沒在水中時受到的浮力；

（2）鑄鐵球浸沒在水中勻速上升的過程中，滑輪組的機械效率；

（3）鑄鐵球提出水面后勻速上升的速度。

Answer 1

（1）鑄鐵球浸沒在水中時：

     (1分)

（2）鑄鐵球浸沒在水中和完全露出水面后，對物體和動滑輪受力分析

如圖甲、乙所示。                                  （圖1分）

2F₁=G + G_動－F_浮=1400N + G_動 －200N=1200N+ G_動

2F₂=G + G_動  =1400N+ G_動   

解得：G_動＝300N

  （1分）

（3）由P＝F₂ v_繩              

則：v_球=0.2m/s                                                     （1分）