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...

问题详情：

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4.5×103kg/m3．在绳端拉力F作用下，圆柱体M从其下表面距水面15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min，在这个过程中，拉力F的功率为160W，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2700N

C．拉力F的大小为640N  D．滑轮组的机械效率为90%

【回答】

A解：（1）对动滑轮和物体做整体受力分析，如图1，对定滑轮做受力分析如图2所示，

∵h=3m，S=0.02m2，

∴V=0.06m3，

∴F浮=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m3=600N，

∵M全部浸没，则V=V排，

∴===，

解得GM=2700N，

由已知可知：v==m/s，

∵P===F•3v=F×3×m/s=160W，

∴F===800N，故C错误；

（2）由平衡条件：F浮+3F=G轮+GM，可得G轮=600N+3×800N﹣2700N=300N，则T=2F+G轮=1600N+300N=1900N，故B错误；

（3）η==×100%=×100%=×100%=87.5%，故选项D错误；

（4）F浮+3F=G动+GM，露出水面，浮力减小，拉力增大，每一段绳子的拉力最多增大到900N，以后绕在滑轮组上的绳子将拉断．此时的浮力为最小F浮最小=G动+GM﹣3F=300N+2700N﹣3×900N=300N，

∴p===1.5×104Pa，故选项A正确．

故选：A．

知识点：机械效率

题型：选择题