用如图所示的装置提升重1.4×104N的货物A,货物A的体积为0.2m3,当货物A完全浸没在水中时,货物A在2s内匀速升高1m,绳端C处拉力F的功率P=7.5kW.(忽略绳重和轴摩擦,g取10N/kg),当货物A完全

问题描述:

用如图所示的装置提升重1.4×104N的货物A,货物A的体积为0.2m3,当货物A完全浸没在水中时,货物A在2s内匀速升高1m,绳端C处拉力F的功率P=7.5kW.(忽略绳重和轴摩擦,g取10N/kg),当货物A完全出水后,在空气中被匀速提升时,滑轮的机械效率______%.(计算结果保留整数)

当货物A完全浸没在水中时,物体受的浮力F=ρgV=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2×103N,
滑轮组对物体的拉力F=G-F=1.4×104N-2×103N=1.2×104N,
物体上升速度v=

s
t
=
1m
2s
=0.5m/s,
拉力移动速度vC=
1
2
v=
1
2
×0.5m/s=0.25m/s,
∵P=
W
t
=
Fs
t
=Fv
∴绳端C处的拉力FC=
P
vC
=
7500W
0.25m/s
=30000N,、
∵FC=2F+G
∴动滑轮重G=FC-2F=30000N-2×1.2×104N=6000N,
当货物A完全出水后,绳端C处的拉力FC′=2G+G=2×1.4×104N+6000N=3.4×104N,
滑轮组的机械效率:
η=
W有用
W
×100%=
Gh
F
1
2
h
×100%=
2G
FC
×100%=
2×1.4×104N
3.4×104N
×100%≈82%.
故答案为:82.