解题思路:先根据求出A受到的浮力F浮=ρ水gV排,然后根据η=
W
有
W
总
=
G
A
−
F
浮
G
A
−
F
浮
+
G
动
表示出A的重力和动滑轮重力的关系;
当物体A完全在水外匀速上升时,根据
η=
W
有
W
总
=
G
A
G
A
+
G
动
表示出A的重力和动滑轮重力的关系,并联立关系式求出A的重力和动滑轮的重力;并进一步求出拉力F1以及绳移动的速度,最后根据P=Fv和密度公式即可求出拉力的功率和A的密度
(1)F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×2×10-2m3=200N,
物体A在水中匀速上升时,由η=
W有
W总=
GA−F浮
GA−F浮+G动可得:75%=
GA−200N
GA−200N+G动
即GA=200N+3G动-----①
当物体A完全在水外匀速上升时,由η=
W有
W总=
GA
GA+G动可得,80%=
GA
GA+G动,
GA=4G动-----②
由①②解得G动=200N,GA=800N,
故F1=
GA−F浮+G动
2=[800N−200N+200N/2=400N;
υ绳=2υ物=2×0.1m/s=0.2m/s,
P=F1υ绳=400N×0.2m/s=80W.
(2)由G=mg可得,mA=
GA
g]=[800N/10N/kg]=80kg,
物体A的密度:ρA=
mA
V=
80kg
2×10−2m3=4×103kg/m3;
答:(1)物体A在水中匀速上升时,拉力F1的功率为80W;
(2)物体A的密度为4×103kg/m3.
点评:
本题考点: 功率的计算;密度的计算;滑轮(组)的机械效率.
考点点评: 本题综合了受力分析、力的合成及密度、功率的计算,计算量较大,对学生要求较高.