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(2013•达州)如图,物体重100N,圆柱形容器底面积为400cm2,内盛有65cm深的水,当用图中滑轮组将物体浸没在水中后,容器中水面上升到70cm,物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%(
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(1)物体浸没在水中后,水对容器底增加的压强.
(2)物体浸没在水中时受到的浮力.
(3)若把物体完全拉出水面后,滑轮组的机械效率.
▼优质解答
答案和解析
(1)物体浸没在水中后,增加的深度:
h=70cm-65cm=5cm=0.05m;
增加的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa.
(2)物体体积:
V物=sh=400cm2×5cm=2000cm3=2×10-3m3
∵浸没时V排=V物=2×10-3m3
∴F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N.
(3)浸没时,由于不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力,
∴η=
×100%=
×100%=
×100%
代入相关数据解得:G动=20N
完全拉出水面后,与动滑轮相连的绳子段数是3,
∴拉力F′=
=
=40N,
此时滑轮组的机械效率:
η′=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%=83.3%.
答:(1)物体浸没在水中后,水对容器底增加的压强是500Pa.
(2)物体浸没在水中时受到的浮力是20N.
(3)若把物体完全拉出水面后,滑轮组的机械效率是83.3%.
h=70cm-65cm=5cm=0.05m;
增加的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa.
(2)物体体积:
V物=sh=400cm2×5cm=2000cm3=2×10-3m3
∵浸没时V排=V物=2×10-3m3
∴F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N.
(3)浸没时,由于不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力,
∴η=
W有用 |
W总 |
(G物−F浮)h |
(G物−F浮+G动)h |
G物−F浮 |
G物−F浮+G动 |
代入相关数据解得:G动=20N
完全拉出水面后,与动滑轮相连的绳子段数是3,
∴拉力F′=
G物+G动 |
3 |
100N+20N |
3 |
此时滑轮组的机械效率:
η′=
W有用 |
W总 |
G物h |
F′s |
G物 |
F′×3 |
100N |
40N×3 |
答:(1)物体浸没在水中后,水对容器底增加的压强是500Pa.
(2)物体浸没在水中时受到的浮力是20N.
(3)若把物体完全拉出水面后,滑轮组的机械效率是83.3%.
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