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滑轮组及其工作特点
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如图所示，汽车用滑轮组从H=20m深的井中匀速提起底面积为0.04m2、高2m的实心圆柱体A．该物体的密度是2.5×103kg/m3，水面离路面10m，如果滑轮的挂钩用钢丝与物体相连，绕在滑
网友投稿 2022-06-11 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，汽车用滑轮组从H=20m深的井中匀速提起底面积为0.04m
2
、高2m的实心圆柱体A．该物体的密度是2.5×10
3
kg/m
3
，水面离路面10m，如果滑轮的挂钩用钢丝与物体相连，绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力F
1
=500N．若不计摩擦、绳和动滑轮重，g取10N/kg．求：
（1）物体的重力
（2）物体在水中受到的最大浮力．
（3）当汽车以0.3m/s速度匀速提起物体时，经过多长时间绳子被拉断？（忽略圆柱体离开水面时水面高度的变化，设绳子拉断时物体浸在水中的深度为h'）
◎ 答案
（1）由题意知：圆柱体的底面积S=0.04m
2
，高度h=2m，
所以圆柱体的体积：V=Sh=0.04m
2
×2m=0.08m
3
，
圆柱体的质量m=ρV=2.5×10
3
kg/m
3
×0.08m
3
=200kg，
圆柱体的重力G=mg=200kg×10N/kg=2000N．
答：物体的重力为2000N．
（2）物体在水中受到的最大浮力时V
排
=V=0.08m
3
，
所以所受的最大浮力F
浮
=ρ
水
gV
排
=1.0×10
3
kg/m
3
×10N/kg×0.08m
3
=800N．
答：物体在水中受到的最大浮力为800N．
（3）当绳子被拉断时，绳子受到的拉力F=500N，动滑轮对圆柱体的拉力F′=3F=3×500N=1500N，
此时的浮力为：F
浮
′=G-F′=2000N-1500N=500N，
V排′=
F
′浮
ρ
水
g
=
500N
1.0×1
0
3
kg/
m
3
×10N/kg
=0.05m
3
，
物体浸入水中的长度h′为：h′=
V
′排
S
=
0.05
m
3
0.04
m
2
=1.25m．
物体上升的高度为：L=H-h-h′=20m-10m-1.25m=8.75m，
圆柱体运动的时间：t=
L
v
=
8.75m
0.3m/s
≈29s．
答：物体以0.3m/s的速度匀速提起时，经29s绳子被拉断．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，汽车用滑轮组从H=20m深的井中匀速提起底面积为0.04m2、高2m的实心圆柱体A．该物体的密度是2.5×103kg/m3，水面离路面10m，如果滑轮的挂钩用钢丝与物体相连，绕在滑…”主要考查了你对 【浮力及阿基米德原理】，【重力的计算】，【滑轮组及其工作特点】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202206/206537.html
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