Question

把质量为30kg，密度为3×10³kg/m³的石块从水面下3m处拉出水面后，再提升了2m，共用时间20s。

动滑轮重200N（不计摩擦与绳重，假设石块的两个上升过程都为匀速的）。求：
（1）在整个过程中拉力F的功率（可近似认为石块离开水面前浮力大小不变）
（2）石块离开水面前与离开水面后，这个装置的机械效率分别是多少？
（3）分析这两个数值，你能得出什么结论？
要过程

Answer 1

1、V=m/ρ=30kg/3×10³kg/m³=0.01m³，G物=mg=30kg*10N/kg=300N
F浮=ρ水gV排=1.0×10³kg/m³ *10N/kg* 0.01m³ =100N
G总=G物+G动=300N+200N=500N
离开水面前拉力F拉1=（G总-浮）/2=（500N-100N）/2 =200N,s1=2*3m=6m
离开水面后拉力F拉2= G总/2=500N/2 =250N,s2=2*2m=4m
P=W/t=(W1+W2)/t=(F1s1+F2s2)/t=(200N*6m+250*4m)/20S=110W
2、η1=W有1/W总1=(G-F浮)h1/F1s1=（300N-100N）*3m/（200N*6m）=50%
η2=W有2/W总2=Gh2/F2s2=300N*2m/（250N*4m）=60%
3、结论：滑轮连接方式相同时，物重越大，机械效率越大