分析 (1)知道铁块的体积和密度,利用密度公式和重力公式求铁块受到的重力;知道重物的体积(排开水的体积)和水的密度,利用阿基米德原理求金属块受到的浮力;再利用动滑轮的特点求出拉力大小.
(2)求出了拉力大小,知道拉力移动的距离和做功时间,利用功的公式W=Fs和功率公式P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率.
根据W有用=Fh求出对铁块做的有用功,根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求出机械效率.
解答 解:(1)铁块受到的重力:
G=mg=ρvg=7.9×103kg/m3×1×10-2m3×10N/kg=790N,
铁块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×1×10-2m3×10N/kg=100N;
因为不计摩擦和动滑轮重,
所以绳子的拉力:
F=$\frac{1}{3}$(G-F浮)=$\frac{1}{3}$×(790N-100N)=230N;
(2)此时绳子的拉力:
F1=$\frac{1}{3}$(G-F浮+G动)=$\frac{1}{3}$×(790N-100N+60N)=250N.
拉力做的总功:
W总=F1s=F13h=250N×3×6m=4500J,
拉力做功功率:
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{4500J}{60s}$=75W;
此时铁块受到的拉力:
F拉=G-F浮=790N-100N=690N,
对铁块做的有用功:
W有用=F拉h=690N×6m=4140J,
机械效率:
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{4140J}{4500J}$×100%=92%.
答:(1)若不计摩擦和滑轮重时金属物匀速提升时的拉力为230N;
(2)若仍不计摩擦,但动滑轮重G0=60N时,绳子自由端竖直向上拉力的功率为75W;
此时滑轮组的机械效率为92%.
点评 本题涉及到的知识点较多,如功率、机械效率的计算,有用功、总功的理解和运用等,综合性较强,有一定的难度;要特别注同意第一问中物体不仅受重力和拉力,还要受水给它的浮力.
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A. | 相互接触的物体发生相对运动时,一定会产生摩擦力 | |
B. | 马拉车向前运动时,车受到向后的摩擦力,马受到向前的摩擦力,说明物体间力的作用是相互的 | |
C. | 行驶中的公交车刹车后,站立的乘客身体会前倾,是由于人受到惯性的作用 | |
D. | 静止在斜坡上的汽车如果受到的力全部消失,汽车仍然保持静止 |
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A. | ρA<ρB | B. | ρA<ρ乙 | C. | mA<mB | D. | ρ甲<ρB |
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