(2013? Modelo del distrito de Mentougou) Un equipo de ciencia y tecnología diseñó un dispositivo para rescatar el objeto pesado A del agua. Como se muestra en la imagen, Xiaowen se paró en el suelo y levantó el objeto pesado A del agua a través de la polea. bloquear.
(1) ∵G=1200N, ρA=3×103kg/m3,
∴VA=GAρAg=1200N3×103kg/m3×10N/kg=4×10-2m3 ,
∴La fuerza de flotabilidad experimentada por un objeto bajo la superficie del agua:
F flotador = ρ agua gV descarga = ρ agua gVA = 1×103kg/m3×10N/kg× 4×10- 2m3=400N,
(2) El objeto se sumerge completamente bajo el agua a una velocidad constante. El objeto y la polea móvil se toman como objetos de investigación. Se ven afectados por la gravedad. GA y G, flotabilidad F y tensión de la cuerda 4F1. La fuerza es como se muestra en la Figura A,
F1=14 (GA G en movimiento-F flotante)=14 (1200N G en movimiento-400N),
El objeto es arrastrado completamente bajo el agua a una velocidad constante, tomando a los seres humanos como objeto de investigación, el ser humano se ve afectado por la gravedad G humana, la fuerza de apoyo N1 y la tensión de la cuerda F1. se muestra en la Figura B, entonces:
N1=G humano-F1=600N-F1=600N -14 (1200N G movimiento-400N) = 400N-14G movimiento
Cuando el objeto A sale completamente del agua, el objeto y la polea en movimiento son los objetos de investigación. Se ven afectados por la gravedad GA, el movimiento G y la tensión de la cuerda 4F2. La fuerza se muestra en la Figura C,
F2=14. (movimiento GA G) = 14 (movimiento 1200N G),
Cuando el objeto A se eleva verticalmente a una velocidad constante, los seres humanos son el objeto de investigación afectado por la gravedad G, la fuerza de soporte N2 y la persona. tensión de la cuerda F2, la fuerza es como se muestra en la Figura D,
N2=G persona-F2=600N-F2=600N-14 (movimiento de 1200N G)=300N- 14G movimientos,
∴N1N2=400N? 14G mueve 300N? 14G mueve=75,
La solución es: G mueve=200N,
(3) Objeto Durante el proceso de ascenso a Velocidad constante en el agua, eficiencia mecánica del bloque de poleas:
η1=W útil 1W total 1=(GA?F flotante)h (GA?F flotante? G en movimiento)h=GA?F flotante GA ?F flotante? G movimiento=1200N?400N1200N?400N 200N=800N1000N,
La eficiencia mecánica del bloque de poleas después de que el objeto sale del agua:
η2=W útil 2W total 2=GAh( movimiento GA G)h=GAGA movimiento G=1200N1200N 200N=1200N1400N,
Entonces: η1η2=800N1000N1200N1400N=1415.
Respuesta: (1) La fuerza de flotación sobre el objeto bajo el agua es 400 N;
(2) La gravedad sobre la polea en movimiento es 200 N; (3) η1 La relación con eta2 es 14:15.