解:
物體在水中時:
∵P=Fυ,即:20W=F×
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/202820.png)
×3,
∴F=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/96272.png)
N,
F
浮=△PS=500Pa×0.4m
2=200N,
F
拉=G-F
浮=480N-200N=280N,
η
前=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/476691.png)
=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/476692.png)
=70%;
∵不計繩重及輪與軸之間的摩擦,
∴F=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/656.png)
(F
拉+G
動),
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/96272.png)
N=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/8.png)
(280N+G
動)
∴G
動=120N,
物體被拉出水后:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/476693.png)
,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/476694.png)
.
答:物體出水前后,滑輪組的機械效率之比7:8.
分析:由圖知,滑輪組承擔物重的繩子股數(shù)n=3,則s=3h.
物體在水中時,知道物體上升的高度和時間,利用速度公式可求物體上升速度,則拉力端移動的速度為物體上升速度的3倍,知道拉力做功功率,利用P=Fv求拉力大;
知道當物體離開水面時,水對容器底的壓強減少值,利用壓強公式求減小的壓力值(浮力大。,滑輪組對物體的拉力等于物體重減去浮力,根據(jù)效率公式η=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/476691.png)
求物體在水中滑輪組的機械效率;
不計繩重及輪與軸之間的摩擦,利用F=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/656.png)
(F
拉+G
動)求動滑輪重,再利用η=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/176644.png)
求物體出水后的滑輪組的機械效率,進而求出物體出水前后,滑輪組的機械效率之比.
點評:本題為力學綜合題,考查了壓強公式的應用、浮力的計算、同一直線上力的合成、使用滑輪組拉力和機械效率的計算,本題關鍵是明確物體出水前后機械效率的計算方法,屬于難題.