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【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質量為76kg,M的體積為3×103m3 , 在M物體未露出水面的過程中,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,此過程中,拉力F做的功W隨時間t的變化圖象如圖乙所示,不計繩重和摩擦力大小。(g=10N/kg)
求:
①求物體M的重力?
②求動滑輪下端掛鉤上的繩子拉力?
③求滑輪組提升重物的機械效率?

【答案】解:①物體M的重力:G==76kg×10N/kg=760N;
②物體M浸沒在水中,則V=V=3×103m3 ,
物體M受到的浮力:F==1×103kg/m3×10N/kg×3×103m3=30N,
則動滑輪下端掛鉤上的繩子拉力:F=G﹣F=760N﹣30N=730N;
③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==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,運動的時間:t= = =20s,
由圖乙可知,此時拉力做的總功是8000J,
所以滑輪組提升重物的機械效率:
η= ×100%= ×100%=91.25%.
答:①物體M的重力為760N;②動滑輪下端掛鉤上的繩子拉力為730N;③滑輪組提升重物的機械效率為91.25%.
【解析】①利用G=計算物體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F=求出物體M受到的浮力,然后利用力的合成計算動滑輪下端掛鉤上的繩子拉力;③根據(jù)公式W=計算拉力F對所提升物體M做的有用功,由圖乙可知此時拉力做的功,即總功,再據(jù)機械效率的計算公式計算即可。
本題考查了重力、滑輪組繩子拉力、有用功、總功、機械效率的計算,關鍵是從圖象中找到有用數(shù)據(jù)。

練習冊系列答案
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