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滑轮（组）中拉力的计算
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为了打捞沉在江中的物体，采用浮筒与起重工程船相结合的办法。沉在江中物体的体积为0.2m3，物质的密度为8×103kg/m3，把4个浮筒固定在物体四周，并用绳捆住物体，绳的上端固
网友投稿 2022-06-12 00:00:00 互联网
◎ 题目
为了打捞沉在江中的物体，采用浮筒与起重工程船相结合的办法。沉在江中物体的体积为0.2m
3
，物质的密度为8×10
3
kg/m
3
，把4个浮筒固定在物体四周，并用绳捆住物体，绳的上端固定在起重船滑轮组的动滑轮下端的吊钩上，动滑轮与吊钩总重为2 ×10
3
N。当用压缩气体把浮筒充气后，每个浮筒可以产生1×10
3
N的浮力，如图所示（图中只能显示3个浮筒）。起重工程船上的电动机带动钢丝绳，通过图示的滑轮组使物体以速度v
1
=3cm/s竖直上升，在物体未出水面前，电动机拉钢丝绳的拉力为F
1
，滑轮组的机械效率为η
1
；当物体完全离开水面后，电动机拉钢丝绳的拉力为F
2
，滑轮组的机械效率为η
2
，物体在空中竖直匀速上升的速度为v
2
。设电动机的功率保持不变，绳子、钢丝绳和浮简再均忽略不计，滑轮组的轮与轴的摩擦及水中的阻力不计，江水的密度为10
3
kg/m
3
，g取10 N/kg 求：
（1）F
1
和F
2
；
（2）η
1
：η
2
；
（3）v
2
。（结果保留两位有效数字）
◎ 答案
解：
（1）物体在水面以下，受到重力G
物
、浮力F
物
、浮筒的浮力F
浮筒
、滑轮组拉力F
拉
，如图甲所示物体匀速上升，根据平衡条件：G
物
=F
物
+F
浮筒
+F
拉
，
G
物
=m
物
·g=V物·ρ物·g =0.2 m
3
×8×10
3
kg/m
3
×10 N/kg=1.6×10
4
N，
F
物
=V
排
·ρ
水
·g=V
物
·ρ
水
·g=0.2 m
3
×1×10
3
kg/m
3
×10 N/kg =2×10
3
N，
F
浮筒
=4 ×1 ×10
3
N =4 ×10
3
N，
则F
拉
=G
物
- F
物
- F
浮筒
=1.6×10
4
N - 2×10
3
N - 4 ×10
3
N =1×10
4
N，
根据滑轮组的结构，F
1
=（F
拉
+ G
动
）/3=（1×10
4
N+2×10
3
N）/3=4×10
3
N ，
物体出水面之后，物体受到重力G
物
和滑轮组拉力F
拉
'，如图乙所示物体在空中匀速竖直向上运动，
根据平衡条件F
拉
'=G
物
=1.6×10
4
N ，
F
2
=（ F
拉
'+G
动
）/3= （1.6×10
4
N+2×10
3
N）/3 =6×10
3
N ；
（2）滑轮组的机械效率
由
得：
，
，
∴
；
（3）由P=W/t=F·s/t=F·v，功率不变，F
1
·v
1
=F
2
·v
2
，
得v
2
=F
1
·v
1
/F
2
=4×10
3
N×（3 cm/s）/6×10
3
N =2 cm/s 。
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“为了打捞沉在江中的物体，采用浮筒与起重工程船相结合的办法。沉在江中物体的体积为0.2m3，物质的密度为8×103kg/m3，把4个浮筒固定在物体四周，并用绳捆住物体，绳的上端固…”主要考查了你对 【浮力及阿基米德原理】，【功率的计算】，【滑轮（组）的机械效率】，【平衡力与平衡状态】 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/202206/206791.html
十二生肖
十二星座
得：
，
，
；