Question

一题物理滑轮计算题。

如图15-2-20所示，用滑轮组从水中匀速把体积为0.4立方米的重物打捞到岸上来,滑轮组的机械效率为80%,求在整个过程中所需拉力F的变化范围(重物的密度为7.0X10三次方KG/立方米)
求答题过程,最好能解释

Answer 1

当物体完全浸没在水中的时候，由于水对物体有浮力，所以此时的滑轮拉力最小
由F浮=ρgV得，水对物体的浮力为F浮=1000×10×0.4=4000N
而物体的质量由m=ρV，得，为m=0.4×7000=2800kg
物体所受重力由G=mg，得，为G=2800×10=28000N
所以此时滑轮承担的力为28000-4000=24000N
由于滑轮的机械效率为80%，所以此时需要动滑轮下端的绳子所需要的力为
24000÷80%=30000N
由于下面是动滑轮，上面是定滑轮，所以此时拉力F=15000N

当物体完全脱离水面，水对物体的浮力为0时，拉力最大
物体所受重力为28000N，完全由滑轮承担
此时滑轮承担的力为28000N
由于滑轮的机械效率为80%，所以此时需要动滑轮下端的绳子所需要的力为
28000÷80%=35000N
由于下面是动滑轮，上面是定滑轮，所以此时拉力F=17500N
因此变化范围是15000N≤F≤17500N

Answer 2

考虑初状态所需的拉力和末状态所需的拉力，先对下半部分分析，动滑轮所需力的范围：0~F1，F1=ρgV（这里浮力=重力） 所求的拉力就是F1/2除以机械效率啦为F2，答案就是0~F2，计算你自己应该会的吧~