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如图甲所示,是使用吊运机从水中打捞重物的示意图.柴油机通过_个定滑轮和一个动滑轮牵引水下一个圆柱形

(1)已知n=2,动滑轮重G0=200N,由乙图知:

物体离开水面后,绳子自由端的拉力F1=

1
2
(G+200N)=4000N,

解得物重G=7800N,

物体浸没在水中,绳子自由端的拉力F2=

1
2
(7800N-F浮+200N)=3500N,

解得物体受到的浮力为F浮=1000N;

(2)∵G=mg,

∴重物的质量为m=

G
g
=
7800N
10N/kg
=780kg;

∵F浮=ρ液gV排,

∴重物的体积为V=V排=

F浮
ρ水g
=
1000N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=0.1m3,

重物的密度为ρ=

m
V
=
780kg
0.1m3
=7.8×103kg/m3;

(3)由图丙知,物体出水后上升的速度为v1=0.3m/s,已知此时绳子自由端的拉力F1=4000N,

所以拉力的功率为P1=

W
t
Fs
t
=F1v1=4000N×2×0.3m/s=2400W;

(4)由图丙知,在露出水面之前,物体上升的速度是v2=0.4m/s,上升的时间是t2=50s,

所以物体上升的高度是h=v2t2=0.4m/s×50s=20m,

绳子自由端移动的距离是s2=2h=2×20m=40m,

拉力做的功为W2=F2s2=3500N×40m=1.4×105J;

∵η=

W
Q放

∴汽油放出的热量为Q放=

W2
η
1.4×105J
40%
=3.5×105J,

∵Q放=mq,

∴需要燃烧的汽油为m=

Q放
q
3.5×105J
4.6×107J/kg
≈0.0076kg=7.6g.

答:

(1)重物浸没在水中时,所受到的浮力为1000N;

(2)重物的密度为7.8×103kg/m3;

(3)重物出水后,汽油机拉重物的功率为2400W;

(4)若汽油机的效率为40%,则重物在露出水面前,汽油机的耗油量为7.6g.