【題目】用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物體M,已知被提升的物體M質(zhì)量為76kg,M的體積為3×10﹣3m3 , 在M物體未露出水面的過(guò)程中,繩子自由端的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升了10m的高度,此過(guò)程中,拉力F做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示,不計(jì)繩重和摩擦力大。螅海╣=10N/kg)
(1)求物體M的重力?
(2)求動(dòng)滑輪下端掛鉤上的繩子拉力?
(3)求滑輪組提升重物的機(jī)械效率?

【答案】
(1)解:物體M的重力:G=mg=76kg×10N/kg=760N
(2)解:物體M浸沒在水中,則V=V=3×10﹣3m3,物體M受到的浮力:FgV=1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N,則動(dòng)滑輪下端掛鉤上的繩子拉力:F=G﹣F=760N﹣30N=730N
(3)解:由于物體未露出水面,物體受浮力作用,則滑輪組提升重物所做的有用功:W=(G﹣F)h=730N×10m=7300J;貨物以0.5m/s的速度勻速提升到10m的高度,由v= 可知,運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:t= = =20s,

由圖乙可知,此時(shí)拉力做的總功是8000J,所以滑輪組提升重物的機(jī)械效率:η= ×100%= ×100%=91.25%


【解析】(1)利用G=mg計(jì)算物體M的重力;(2)物體M浸沒在水中,則排開水的體積等于其自身體積,利用FgV求出物體M受到的浮力,然后利用力的合成計(jì)算動(dòng)滑輪下端掛鉤上的繩子拉力;(3)根據(jù)公式W=(G﹣F)h計(jì)算拉力F對(duì)所提升物體M做的有用功.由圖乙可知此時(shí)拉力做的功,即總功,再據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式計(jì)算即可.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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車架材料

碳纖維

車架材料體積/cm3

2500

車架質(zhì)量/kg

4.5

整車質(zhì)量/kg

10

單輪接觸面積/cm2

4


(1)某市民的質(zhì)量為70kg他在騎該自行車行駛時(shí)自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少?
(2)該市民在某路段勻速騎行6km,耗時(shí)10min,若該路段阻力為總重力的0.02倍,求他的騎行功率?

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(1)若杠桿左端低右端高,為使其在水平位置上靜止,應(yīng)將左端的平衡螺母向調(diào)節(jié).
(2)如圖甲所示,杠桿在水平位置平衡,記錄數(shù)據(jù).根據(jù)這一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),小明立即分析得出杠桿的平衡條件,小明這種做法的不足是:
(3)如圖乙所示,小明設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案:第一種彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向拉,其讀數(shù)為F1;第二種彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉,其讀數(shù)為F2 . 第(一/二)種實(shí)驗(yàn)方案更方便,理由是: . 兩次彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F1(</=/>)F2
(4)小剛用圖丙裝置進(jìn)行探究,發(fā)現(xiàn)當(dāng)杠桿水平平衡時(shí),測(cè)出的數(shù)據(jù)與小明得出的杠桿平衡條件不相符,其原因是:

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