河底沉有一體積爲0.5m3的圓筒,將繩子一端系在河堤上,使繩子繞過圓 筒,用手拉著繩子自由端,使圓筒沿河沿滾動上升,人用

題目:

河底沉有一體積爲0.5m3的圓筒,將繩子一端系在河堤上,使繩子繞過圓 筒,用手拉著繩子自由端,使圓筒沿河沿滾動上升,人用的拉力是250N,河 牀坡度傾角是30度,機械效率是40%,圓筒的質量是多少?
設斜面長爲s,爲什麼總功是W=F2s?圓筒滾過的距離不是斜面長嗎?答案又扯到動滑輪上了

解答:

這個題目作爲競賽題,就有一定的難度.我把這個圓筒放大,畫出力的示意圖.不難看出它相當於一個動滑輪.動力臂是阻力臂的二倍,省力一半.

W總=F動*S1=250*S1
W有=F阻*S2=mg/2*S2
由機械效率公式:
η=W有/W總
得:
0.4=F動*S1/F阻*S2
0.4=250*S1/mg/2*S2
0.4=250*4/10m
求得m=250kg
再問: 答案是540kg...
再答: (上面計算時丟了浮力) F阻=(G-F浮)sin30°=(mg-ρvg)sin30°=(mg-1.0*10^3*0.5*10)/2=mg/2-2500 η=W有/W總 得: 0.4=F阻*S2/F動*S1 0.4=(mg/2-2500)*S2/250*S1 求得m=540kg

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