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    4．最近，中央电视台科教频道播出了“汽车落水后如何水下逃生”的纪录片．纪录片中，实验人员开着小车从高处落入滚滚的岷江，并在门窗紧闭的车中，尝试用不同的方法砸碎车窗玻璃逃生，惊心动魄．为了确保实验人员的安全，摄制组精心设计了紧急救援装置，用于当实验人员无法从车中逃生时迅速吊起汽车．现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟紧急救援落水汽车．实验中用实心圆柱体A代替小车，已知A的体积为0.12m3，质量为210kg．（g取10N/kg，设整个过程A均为匀速运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪、水流等因素的影响．）
    （1）求A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？（ρ水=1.0×103kg/m3）
    （2）若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%．那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？
    （3）若A完全打捞出水面后，以0.5m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力F的功率．
    （4）从A上表面刚出水面到A完全离开水面的过程中，滑轮组机械效率如何变化？请简述理由．

    分析 （1）根据公式F浮=ρ液gV排进行计算；
    （2）当物体在水中时，有用功是克服（G-F浮）做的功，总功是拉力F做的功，根据此时的机械效率计算出动滑轮的重力，可根据F=$\frac{1}{n}$（G物+G动）计算出A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F；
    （3）根据公式P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv计算F的功率；
    （4）根据影响滑轮组机械效率的因素被提升物体的重力进行分析．

    解答 解：（1）F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1200N；
    （2）A的重力为：G物=m物g=210kg×10N/kg=2100N
    A在水中时，W有=（G物-F浮）•h，W总=（G物-F浮）•h+G动•h
    则η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{（{G}_{物}-{F}_{浮}）h}{（{G}_{物}-{F}_{浮}）h+{G}_{动}h}$，
    所以G动=$\frac{{G}_{物}-{F}_{浮}}{η}$-（G物-F浮）=$\frac{2100N-1200N}{60%}$-（2100N-1200N）=600N；
    由图知，滑轮组由5段绳子承担物重，
    当A完全出水后，钢绳拉力F=$\frac{1}{n}$（G物+G动）=$\frac{1}{5}$×（2100N+600N）=540N；
    （3）物体上升速度为0.5m/s，所以绳端移动速度为v=5×0.5m/s=2.5m/s；
    则P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=540N×2.5m/s=1350W；
    （4）A从上表面刚出水面到A完全离开水面的过程中，A受到的浮力在减小，绳子对A的拉力在增大，滑轮组对A做的有用功在增加．在额外功一定的情况下，整个过程滑轮组的机械效率在变大．
    答：（1）求A完全浸没在水中时受到的浮力是1200N；
    （2）A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为540N；
    （3）若A完全打捞出水面后，岸上钢绳拉力F的功率为1350W；
    （4）机械效率在变大；A从上表面刚出水面到A完全离开水面的过程中，A受到的浮力在减小，绳子对A的拉力在增大，滑轮组对A做的有用功在增加．在额外功一定的情况下，整个过程滑轮组的机械效率在变大．

    点评 此题考查了有关浮力、滑轮组的机械效率及功率的计算，将机械效率与浮力结合，在计算机械效率时注意A在水中与在水面上的有用功的变化，解决此题的关键是求出动滑轮的重力．

    练习册系列答案
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    15．如图，取一个瓶子，装入适量带色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，这样制成一个简易气压计，小亮将此装置从楼下拿到楼上，玻璃管内水柱将上升（填“上升”、“下降”或“不变”）．由此说明了大气压随高度增加而减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．

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    12．下列说法中正确的是（　　）
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    A．扣动扳机，两只PTC元件串联在电路中
    B．松开扳机，只有一只PTC元件接入电路
    C．扣动扳机，当温度为180℃时，电路的总功率为80W
    D．松开扳机，当温度为80℃时，电路消耗的电功率为55W

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    （2）砝码上升0.5m，拉力F共做了多少功，功率有多大？

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    电压U/V12.52.8
    电流I/A0.180.28
    （3）排除故障后，进行了三次测量，测量数据如表．当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时电流为0.26A；小灯泡的额定功率为0.65W．
    （4）该实验数据不能（“能”“不能”）用来验证欧姆定律中电流与电压的关系．原因是灯泡的电阻是变化的，不能控制电阻保持不变．．

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