17.用如图所示的滑轮组在20 s内将重为600 N的物体从地面竖直提高4 m,所用的拉力是250 N,在这个过程中,求:
(1)有用功。
(2)拉力的功率。
(3)滑轮组的机械效率。

17.解:(1)$W_{有用}=Gh=600\ \mathrm{N}×4\ \mathrm{m}=2400\ \mathrm{J}$。
(2)$W_{总}=Fs=250\ \mathrm{N}×4\ \mathrm{m}×4 =4000\ \mathrm{J}$,
拉力的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{4000\ \mathrm{J}}{20\ \mathrm{s}}=200\ \mathrm{W}$。
(3)$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{2400\ \mathrm{J}}{4000\ \mathrm{J}}=60\%$。

18.在打捞海底沉船时,常用水下机器人潜入水下打捞船上物品($g$取$10\ \mathrm{N/kg}$,$\rho_{\mathrm{海水}} =1.03 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$)。
(1)机器人在水下$70\ \mathrm{m}$处受到海水产生的压强是多大?
(2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为$0.02\ \mathrm{m}^3$、密度为$2.7 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$的物体静止不动,求该力的大小。
(3)若机器人在水下运动时,所受海水阻力与速度的关系如图所示,求机器人在水下以$0.5\ \mathrm{m/s}$的水平速度匀速运动时,机器人水平推进力的功率。

18.解:(1)由液体压强公式$p=\rho gh$得,
$p=\rho_{海水}gh=1.03 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 70\ \mathrm{m}$
$p=7.21 × 10^5\ \mathrm{Pa}$。
(2)物体在水下受平衡力的作用,则$G=F_{浮}+F_{举}$
则$F_{举}=G-F_{浮}=\rho_{物} gV_{物} -\rho_{海水} gV_{物} =2.7 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.02\ \mathrm{m}^3 -1.03 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.02\ \mathrm{m}^3 =334\ \mathrm{N}$。
(3)由题图可知,海水阻力与机器人的运动速度成正比,当机器人运动速度为$0.5\ \mathrm{m/s}$时,$f=175\ \mathrm{N}$。
机器人匀速前进时,机器人的水平推进力$F=f$,
$P=Fv=175\ \mathrm{N} × 0.5\ \mathrm{m/s} =87.5\ \mathrm{W}$。