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如图所示,不计绳重和摩擦,动滑轮重3N,所吊起的重物B的重为12N,物体A重为80N,此时物体B恰好以0.1m/s的速度匀速下降,要使物体B以0.2m/s的速度匀速上升,至少对A施加一个的向左的水平

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如图所示,不计绳重和摩擦,动滑轮重3N,所吊起的重物B的重为12N,物体A重为80N,此时物体B恰好以0.1m/s的速度匀速下降,要使物体B以0.2m/s的速度匀速上升,至少对A施加一个___的向左的水平外力?外力的功率为___;若B全部浸没在水中时此外力为8N,则B物体的密度为___.
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答案和解析

(1)由图通过动滑轮绳子段数n=3,不计绳重及摩擦时,
则B拉A的力FA=
1
3
(GB+G)=
1
3
×(12N+3N)=5N,
B匀速下降,物体A匀速向右运动时,受向右的拉力FA和向左的摩擦力作用,
则f=FA=5N,
当使物体B以0.2m/s的速度上升时,物体A匀速向左运动,受向右的拉力FA、摩擦力和向左的拉力F作用,
由于物体A的压力和接触面没有改变,则摩擦力大小不变,
所以,F=FA+f=5N+5N=10N;
则绳子自由端移动的速度为:vA=3vB=3×0.2m/s=0.6m/s,
所以外力的功率P=FvA=10N×0.6m/s=6W;
(2)B全部浸没时,F′=FA′+f,
所以FA′=F′-f=8N-5N=3N,
此时FA′=
1
3
(GB-F+G),
F=GB+G-3FA′=12N+3N-3×3N=6N,
由FgV,VB=
F
ρ水g
=
6N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=6×10-4m3
所以B的密度为:ρB=
mB
VB
=
GB
VBg
=
12N
6×10-4m3×10N/kg
=2.0×103kg/m3
故答案为:10N;6W;2.0×103kg/m3
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