用如图所示的装置提升重1.4×104N的货物A，货物A的体积为0.2m3，当货物A完全浸没在水中时，货物A在2s内匀速升高1m，绳端C处拉力F的功率P=7.5kW．（忽略绳重和轴摩擦，g取10N/kg），当货物A完全

Question

用如图所示的装置提升重1.4×10⁴N的货物A，货物A的体积为0.2m³，当货物A完全浸没在水中时，货物A在2s内匀速升高1m，绳端C处拉力F的功率P=7.5kW．（忽略绳重和轴摩擦，g取10N/kg），当货物A完全出水后，在空气中被匀速提升时，滑轮的机械效率______%．（计算结果保留整数）

Answer 1

当货物A完全浸没在水中时，物体受的浮力F_浮=ρgV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×0.2m³=2×10³N，
滑轮组对物体的拉力F=G-F_浮=1.4×10⁴N-2×10³N=1.2×10⁴N，
物体上升速度v=(s)/(t)=(1m)/(2s)=0.5m/s，
拉力移动速度v_C=(1)/(2)v=(1)/(2)×0.5m/s=0.25m/s，
∵P=(W)/(t)=(Fs)/(t)=Fv
∴绳端C处的拉力F_C=(P)/(vC)=(7500W)/(0.25m/s)=30000N，、
∵F_C=2F+G_动，
∴动滑轮重G_动=F_C-2F=30000N-2×1.2×10⁴N=6000N，
当货物A完全出水后，绳端C处的拉力F_C′=2G+G_动=2×1.4×10⁴N+6000N=3.4×10⁴N，
滑轮组的机械效率：
η=(W有用)/(W总)×100%=(Gh)/(F(1)/(2)h)×100%=(2G)/(FC′)×100%=(2×1.4×104N)/(3.4×104N)×100%≈82%．
故答案为：82．