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    如图甲所示，B是一个固定支架，由立柱和两侧装有定滑轮的水平横梁组成，物体M在横梁上可左右移动，M的左端用钢绳跨过定滑轮与电动机相连，右端用钢绳跨过定滑轮与滑轮组相连，滑轮组下挂一实心物体A，其密度ρＡ=5×103kg/m3，体积VA=0.024m3。当电动机不工作时（可视电动机对钢绳无拉力作用），将物体A浸没在水中，物体A可以通过滑轮组拉着物体M向右匀速运动；当电动机用一个竖直向下的力F1拉钢绳时，物体A在水面下以速度υ1=0.1m/s匀速上升，滑轮组的机械效率为η1；当物体A完全露出水面后，电动机用力F2拉钢绳，物体A匀速上升，滑轮组的机械效率为η2。在以上过程中，电动机对钢绳的拉力的大小随物体A上升高度的关系如图乙所示，电动机以F1、F2拉钢绳时的功率始终为P。（不计钢绳的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力。取g =10N/kg）

    求：

    （1）滑轮组的机械效率η1：η2（7分）

    （2）电动机的功率P

     

    【答案】

     

    【解析】

    试题分析：（1）知道物体的体积和密度，利用重力公式和密度公式求物体所受重力；利用阿基米德原理求浸没水中受到的浮力；

    ①当电动机不工作时，将物体A浸没在水中，则摩擦力f=FA，

    ②当电动机用一个竖直向下的力F1拉钢绳时，

    ③当物体A完全露出水面后，电动机用力F2拉钢绳，物体A匀速上升，，

    由图乙可知：，据此求出动滑轮总重G动，代入①中求得摩擦力大小，

    当电动机用一个竖直向下的力F1拉钢绳时，；当物体A完全露出水面后，。据此可求；

    （2）求出了动滑轮总重，利用求拉力F1，求出拉力端移动的速度，利用P=Fv求电动机的输出功率。

    三种状态的受力分析如图所示

    （1） 物体所受重力GA=ρAgVA=……=1200N

    物体所受浮力F浮=ρ水gVA=……=240N

    由图①可得，f=FA，

    由图②可得 

    由图③可得 

    由图乙可知：

    解之：G动=120N      =216N

    效率η1=； η2=。 解之

    （2）=……=432N

    所以电动机的输出功率P=F1×5υ1=……=216W

    考点：本题为力学综合题，考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、效率公式、功率公式的掌握和运用。

    点评：此题为力学综合题，考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、效率公式、功率公式的掌握和运用，做好三种情况下的受力分析得出相关关系式是本题的关键。

     

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    （1）滑轮组的机械效率η1：η2
    （2）电动机的功率P

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    求：
    （1）滑轮组的机械效率η1：η2（7分）
    （2）电动机的功率P

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    （1）滑轮组的机械效率η1：η2
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