Question

某人用如图甲所示的滑轮组匀速提升一个重480N的物体，已知滑轮组的机械效率是80%．当把此物体放入底面积为0.4m²足够深的盛水容器中时，水对容器底部的压强增加了500Pa，如图乙所示．现在使物体在水中匀速上升10cm（物体未出水面），所用时间是2s，求：滑轮组此时的机械效率及绳端的拉力F′做功的功率．（忽略摩擦和绳重）（ g=10N/kg ）

Answer

（1）掌握机械效率的公式：η=×100%=×100%=×100%；
（2）根据机械效率公式求出动滑轮重，根据F′=（G′+G动）求出F′，其中n=3，G′=G-F浮；
求出拉力做的功W=Fs，从而可以其功率P=．
【解析】
由题意知：
×100%=80%
则：×100%=80%
解得：G动=120N
水面上升的高度为：
△h===0.05m
物体浸没在水中受到的浮力为：
F浮=ρ水gV排
=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m2×0.05m
=200N
此时动滑轮对物体的拉力G′=480N-200N=280N
η′=×100%
=×100%
=70%
则F′=（G-F浮+G动）
=×（480N-200N+120N）
=N
所以P====20W．
答：滑轮组此时的机械效率为70%；绳端的拉力F′做功的功率为20W．