如图所示，金属块的质量为60kg，某人用滑轮组将金属块从水中匀速提起，金属块在水...

如图所示，金属块的质量为60kg，某人用滑轮组将金属块从水中匀速提起，金属块在水面下10s内上升了5m，此时某人作用在绳自由端的拉力F是120N，金属的密度为3×10³kg/m³不计绳重和滑轮组机械内部的摩擦及金属块在水中受到的阻力．（g取10N/kg）．求：
（1）金属块没有露出液面之前，拉力F的功率；
（2）金属块出水前后滑轮组的机械效率之比．

（1）计算拉力的功率，在已知拉力F大小的情况下，还需要知道手拉绳子的速度，利用公式P=Fv求解；（2）要求金属块出水前后滑轮组的机械效率之比，需要分别计算出水前后的机械效率．【解析】（1）金属块在水中的上升速度为 v物===0.5m/s 由图知，承担物重的绳子有4段拉力的功率为 P=FnV物=120N×4×0.5m/s=240W （2）金属块受到的重力为 G=mg=60kg×10N/kg=600N 金属块的体积为 V===0.02m3 金属块浸没时受到的浮力为 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N 作用在绳子末端的拉力为 F= 动滑轮的重力为 G动=nF-G+F浮=4×120N-600N+200N=80N 金属块浸没在水中时，滑轮组的机械效率为 η1===== 金属块离开水后，滑轮组的机械效率为 η2===== 两种情况下机械效率之比为== 答：（1）金属块没有露出液面之前，拉力F的功率240W；（2）金属块出水前后滑轮组的机械效率之比为．

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考点分析：

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试题属性

题型：解答题
难度：中等