问题
问答题
如图所示，是用滑轮组打捞水中物体的示意图，已知物体A的体积为2×10-2m3．当用F1拉绳子自由端时，物体A在水内以0.1m/s的速度匀速上升（未出水面），滑轮组的机械效率为75%．当物体A完全在水外匀速上升时，加在绳子自由端的拉力为F2，此过程中滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，g取10N/kg．求：
（1）物体A在水中匀速上升时，拉力F1的功率；
（2）物体A的密度．
答案
（1）F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×2×10-2m3=200N，
物体A在水中匀速上升时，由η=
=W有 W总
可得：75%=GA-F浮 GA-F浮+G动 GA-200N GA-200N+G动
即GA=200N+3G动-----①
当物体A完全在水外匀速上升时，由η=
=W有 W总
可得，80%=GA GA+G动
，GA GA+G动
GA=4G动-----②
由①②解得G动=200N，GA=800N，
故F1=
=GA-F浮+G动 2
=400N；800N-200N+200N 2
υ绳=2υ物=2×0.1m/s=0.2m/s，
P=F1υ绳=400N×0.2m/s=80W．
（2）由G=mg可得，mA=
=GA g
=80kg，800N 10N/kg
物体A的密度：ρA=
=mA V
=4×103kg/m3；80kg 2×10-2m3
答：（1）物体A在水中匀速上升时，拉力F1的功率为80W；
（2）物体A的密度为4×103kg/m3．