Question

利用如圖所示的裝置，把體積為1000cm³、密度為3×10³kg/m³的薄石塊從水面下2m處拉出水面后，再提升了5m，共用時間10s．動滑輪重為20N(不計繩子與滑輪間的摩擦，設(shè)石塊的兩個上升過程都是勻速)．求：

(1)在整個過程中拉力F的功率．(注：在計算時可認為薄石塊在離開水面前浮力的大小保持不變)

(2)石塊離開水面后提升5m過程中，這個裝置的機械效率是多少？(g＝10N/kg)

Answer 1

答案：
解析：

解：(1)石塊離開水面前 　　F浮＝ρ水gV排 　　＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10－6m3 　�。�10N 　　G石＝m石g＝ρ石Vg 　　＝3×103kg/m3×1000×10－6m3×10N/kg 　�。�30N 　　動滑輪對石塊的拉力為F1 　　F1＝G石－F浮 　�。�30N－10N 　　＝20N 　　石塊離開水面前，繩端的拉力為F2 　　2F2＝F1＋G動 　　F2＝(F1＋G動) 　�。�(20N＋20N) 　　＝20N 　　石塊離開水面后，繩端的拉力為F3 　　F3＝(G石＋G動) 　�。�(30N＋20N) 　�。�25N 　　繩端拉力在兩個過程中所做的功為 　　W＝F2S2＋F3S3 　�。�20N×4m＋25N×10m 　　＝330J． 　　其功率為 　　P＝ 　�。� 　�。�33W 　　(2)石塊離開水面后 　　W總＝F3×S3＝25N×10m＝250J 　　W有＝G石×h2＝30N×5m＝150J 　　所以η＝ 　�。� 　�。�60％ 　　答：整個過程中拉力的功率為33W，石塊離開水面后的機械效率為60％．