Question

如圖甲所示，正方體A邊長0.2m，作為配重使用，杠桿OE：OF=2：3，某同學用這個裝置和一個密閉容器D提取水中的圓柱體B， 圓柱體B的體積是密閉容器D的；旁邊浮體C的體積是0.1m³，該同學站在浮體C上，C總體積的浸入水中；該同學用力拉動滑輪組繞繩自由端，手拉繩的功率P和密閉容器D勻速被提升的距離關系如圖乙所示；密閉容器D上升速度0.05m/s保持不變，密閉容器D被提出水后，將圓柱體B從密閉容器D中取出放在浮體C的上面，同時手松開繩子時，浮體C露出水面的體積減少總體積的；在提升全過程中，配重A始終沒有離開地面。兩個定滑輪總重10 N.（繩的重力，滑輪與軸的摩擦及水的阻力不計。g＝10N/kg），求：

（1）D完全露出水面時人拉繩的力的大小。

（2）圓柱體B的重力；

（3）密閉容器D離開水面時，滑輪組提升重物B的機械效率；（百分號前面保留整數(shù)）；

（4）圓柱體B的密度；

 

甲

Answer 1

解：（1）由圖象可知D完全露出水面時F₁的功率P₁=12W，P₁=F₁υ

解之 

（2）B放在C上，且放開手后， 

（3）

（4）

D未出水面時的功率為P₂=6W，拉力

又   F₂=       

所以D受浮力

又   解得V_D=0.012m³，  V_B=0.004m³

所以