(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 |
解得物重G=7800N,
物体浸没在水中,绳子自由端的拉力F2=
1 |
2 |
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 |
∵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 |
重物的密度为ρ=
m |
V |
780kg |
0.1m3 |
(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 |
(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% |
∵Q放=mq,
∴需要燃烧的汽油为m=
Q放 |
q |
3.5×105J |
4.6×107J/kg |
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.