如圖所示,小型牽引車通過滑輪組打撈深井中的物體:已知物體重1.2×103N,物體體積為0.075m3,動滑輪重300N.若不計摩擦、繩重和水的阻力,求物體出水前,滑輪組拉物體的力是多大?滑輪組的機械效率是多大?(取g=10N/kg)
分析:(1)知道物體的重、物體的體積,利用阿基米德原理求出物體受到水的浮力,根據(jù)F+F=G求出物體浸沒水中時受到滑輪組的拉力;
(2)不計摩擦、繩重及水的阻力,根據(jù)F=
1
3
(F+G)求出物體出水面前牽引力作用在繩端的拉力,再利用機械效率公式η=
W
W
=
Fh
F′3h
=
F
3F′
計算出滑輪組的機械效率.
解答:解:(1)物體在水中受到的浮力:
Fgv=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m3=750N,
設物體在水中受到的拉力為F,
∵F+F=G,
∴物體出水前,滑輪組拉物體的力:
F=G-F=1200N-750N=450N,
(2)設物體出水面前牽引力作用在繩端的拉力為F′,
∵不計摩擦、繩重及水的阻力
∴物體出水面前作用在繩端的拉力:
F′=
F+G
3
=
450N+300N
3
=250N
滑輪組的機械效率:
η=
W
W
=
Fh
F′3h
=
F
3F′
=
450N
3×250N
=60%.
答:物體出水前,滑輪組拉物體的力是450N;
滑輪組的機械效率是60%.
點評:本題關鍵:一是不計摩擦、繩重及水的阻力,F(xiàn)′=
1
3
(F+G)的使用;二是根據(jù)二力平衡條件F+F=G求出滑輪組對物體的拉力;三是根據(jù)公式η=
W
W
=
Fh
F′3h
=
F
3F′
計算出滑輪組的機械效率.
練習冊系列答案
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科目:初中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,小型牽引車通過滑輪組勻速打撈起深井中的物體,已知物體重1.2×103N,密度為1.6×103kg/m3.測得物體在出水面前、后牽引車作用在繩子上的拉力之比為1:2.若不計摩擦、繩重及水的阻力,g取10N/kg,問:
(1)當物體出水面前,滑輪組的效率是多少?
(2)物體出水面后上升的速度是1m/s,牽引車拉力的功率多大?

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科目:初中物理 來源: 題型:

(2009?懷柔區(qū)一模)如圖所示,小型牽引車通過滑輪組可以將重物勻速吊起.若每次重物均以1m/s的速度勻速上升,且滑輪的摩擦和繩重均可忽略不計.當?shù)跗鹳|(zhì)量為340kg的重物A時,牽引車對繩的拉力為FA,滑輪組的機械效率為85%;當?shù)跗鹬匚顱時,牽引車對繩的拉力為FB.若FA與FB做功的功率之比為2:3,取g=10N/kg,則下列說法中正確的是( 。

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(2010?東城區(qū)二模)如圖所示,小型牽引車通過滑輪組勻速打撈起深井中的物體,在被打撈的物體沒有露出水面之前,牽引車以2m/s的速度勻速行駛,對繩的拉力為F1,F(xiàn)1的功率為P1;當被打撈的物體完全露出水面后,牽引車以1.5m/s的速度勻速行駛,對繩的拉力為F2,F(xiàn)2的功率為P2,且P1=P2.已知動滑輪重100N,滑輪組的最大機械效率為90%(不計摩擦、繩重及水的阻力,g取l0N/kg).則被打撈的物體的密度為
3.6×103
3.6×103
kg/m3

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科目:初中物理 來源: 題型:

(2008?懷柔區(qū)二模)如圖所示,小型牽引車通過滑輪組勻速打撈起深井中的物體,在被打撈的物體沒有露出水面之前,牽引車以2m/s的速度勻速行駛,對繩的拉力為F1,F(xiàn)1的功率為P1;當被打撈的物體完全露出水面后,牽引車以6m/s的速度勻速行駛,對繩的拉力為F2,F(xiàn)2的功率為P2.已知物體重1.2×104N,體積為0.63m3,P2=6P1.若不計摩擦、繩重及水的阻力,g取10N/kg.
求:(1)被打撈的物體浸沒在水中時受到的浮力是多少?
(2)在整個打撈過程中,滑輪組的最大機械效率是多少?

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