如图所示的滑轮组匀速提升完全浸没入水中的长方体A时,滑轮组的机械效率为80%,若物体的质量为140千克,

如图所示的滑轮组匀速提升完全浸没入水中的长方体A时,滑轮组的机械效率为80%,若物体的质量为140千克,底面积为20平方分米,体积为60立方分米,g取10N/kg,不计绳... 如图所示的滑轮组匀速提升完全浸没入水中的长方体A时,滑轮组的机械效率为80%,若物体的质量为140千克,底面积为20平方分米,体积为60立方分米,g取10N/kg,不计绳重和一切摩擦.(1)物体A被匀速提升时拉力F多大?(2)物体A用钢丝与滑轮挂钩相连,而绕过滑轮组的绳子能承受的最大拉力为350N,当物体A露出水面的体积多大时绳子会断?(3)从物体A刚露出水面到绳子断裂,浮力对物体做了多少功? 展开
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绅士hsx5
2014-11-02 · 超过44用户采纳过TA的回答
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由图可知,n=4,GA=mg=140kg×10N/kg=1400N,VA=60dm3=0.06m3
(1)物体A浸没在水中,FVg=ρVAg=1.0×103kg/m3×0.06m3×10N/kg=600N;
滑轮组对物体的拉力:
F=GA-F=1400N-600N=800N,
∵η=
Fh
FS
=
Fh
F4h
=
F
F×4

∴F=
F
η×4
=
800N
80%×4
=250N;
∵不计绳重和一切摩擦,
∴F=
1
4
(F+G),即:250N=
1
4
(800N+G),
∴G=200N,
(2)由题知,滑轮组绳索能承受到最大拉力为350N,即F′=350N,
∵F′=
1
4
(F′+G),即:350N=
1
4
(F′+200N),
∴F′=1200N,
∵GA=F′+F′,
∴此时物体受到的浮力:
F′=GA-F′=1400N-1200N=200N,
∵F′=ρV′g,
∴V′=
F
ρg
=
200N
103kg/m3×10N/kg
=0.02m3
露出水面的体积:
V=VA-V′=0.06m3-0.02m3=0.04m3
(3)从物体A刚露出水面到绳子断裂时受到浮力的平均值:
.
F
=
F+F′ 
2
=
600N+200N
2
=400N,
上升的高度:
h=
V′   
s
=
0.02m3
20×10?2m2
=0.1m,
从物体A刚露出水面到绳子断裂,浮力对物体做功:
W=
.
F
h=400N×0.1m=40J.
答:(1)物体A被匀速提升时拉力为250N;
(2)当物体A露出水面的体积为0.04m3时绳子会断;
(3)从物体A刚露出水面到绳子断裂,浮力对物体做了40J功.
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