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(2014•河北一模)如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图,滑轮组固定在钢架上,滑轮组中的两个滑轮质量相等,绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N,连接圆柱体M与动滑
更新时间: 2025-08-27 13:36:43
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问题描述:

(2014•河北一模)如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图,滑轮组固定在钢架上,滑轮组中的两个滑轮质量相等,绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N,连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N.圆柱体M高为3m,底面积为0.02m2,密度为 4.5×103 kg/m3.在绳端拉力F作用下,圆柱体M从其下表面距水面11m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了2min,在这个过程中,拉力F做的功为1.92×104J,滑轮组的机械效率为η,钢架对定滑轮的拉力为T.在圆柱体M被缓慢拉出水的过程中,圆柱体M的下表面受到水的压强为p.不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力,(g取10N/kg).下列选项中正确的是()

A.压强p的最小值为15000Pa

B.拉力T的大小为1900N

C.拉力F的大小为800N

D.滑轮组的机械效率为90%

程小金回答:
  对动滑轮和物体做整体受力分析,如左图,对定滑轮做受力分析如右图所示:   (1)∵h=3m,S=0.02m2,   ∴V=0.06m3,   ∴F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m3=600N,   圆柱体的重力:GM=ρgV=4.5×103 kg/m3×10N/kg×0.06m3=2700N;   由已知可知,三段绳子承担总重,s=3(11m-3m)=24m,   拉力F移动的速度:v=st
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