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    2．如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总重300Kg，绳重核摩擦不计．现在用此起重机从水中把质量为2×103Kg，体积为0.8m3的物体G匀速提起，滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3KW（g=10N/Kg，ρ水=1.0×103Kg/m3）．求：
    （1）物体完全浸没在水中时受到的浮力；
    （2）物体离开水面前拉力F的大小；
    （3）物体离开水面前上升的速度；
    （4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率多大．

    分析 （1）未露出液面，此时物体排开水的体积与物体体积相等，由阿基米德原理可求出金属块的浮力；
    （2）物体离开水面前受重力、拉力和浮力的作用，根据受力平衡求出物体对滑轮组的拉力G′；求出动滑轮的重力，由于绳重和摩擦不计，则利用F=$\frac{1}{3}$（G+G动）求绳子的拉力．
    （3）根据P=Fv即可求出上升的速度；
    （4）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$=$\frac{G}{G{+G}_{动}}$求机械效率．

    解答 解：（1）物体排开水的体积与物体的体积相等，即V排=V物=0.8m3，
    则F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3=8×103N；
    （2）物体重力G=mg=2×103Kg×10N/kg=2×104N；
    由于物体离开水面前受重力、滑轮组对物体的拉力G′和浮力的作用，根据受力平衡可知：G=G′+F浮；
    所以，G′=G-F浮=2×104N-8×103N=1.2×104N；
    动滑轮的总重力为G动=m动g=300×10N/kg=3×103N；
    由图可知：滑轮组的绳子股数为n=3，
    则由于绳重和摩擦不计，所以绳子的拉力为F=$\frac{1}{3}$（G′+G动）=$\frac{1}{3}$×（1.2×104N+3×103N）=5×103N；
    （3）已知功率P=3kW=3000W，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得：
    速度v=$\frac{P}{F}$=$\frac{3000W}{5×1{0}^{3}N}$=0.6m/s，则物体上升的速度为v′=$\frac{1}{3}$V=$\frac{1}{3}$×0.6m/s=0.2m/s；
    （4）由于绳重和摩擦不计，则η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$=$\frac{G}{G{+G}_{动}}$，
    所以，物体离开水面前，的机械效率η=$\frac{G′}{G′+{G}_{动}}$×100%=$\frac{1.2×1{0}^{4}N}{1.2×1{0}^{4}N+3×1{0}^{3}N}$×100%=80%．
    答：（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力为8×103N；
    （2）物体离开水面前拉力F的大小为5×103N；
    （3）物体离开水面前上升的速度为0.2m/s；
    （4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率为80%．

    点评 本题为力学综合题，考查了学生对阿基米德原理、功率公式、效率公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，要求灵活运用所学知识．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    12．体积相等的冰和水的质量之比是9：10，一块冰的体积跟它完全熔化成水的体积之比是10：9，质量比是1：1．（ρ冰=0.9×103kg/m3）

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    13．北京奥运会上，许多比赛项目涉及到了物理知识，下列分析中不正确的是（　　）
    A．掷出去的铅球最终会落回地面，是由于铅球受到重力的作用
    B．举重运动员举起杠铃时，对地面的压力与不举杠铃时相比变小了
    C．游泳时用手脚向后划水，人就能前进，这是因为力的作用是相互的
    D．射击瞄准时“三点成一线”，应用了光的直线传播原理

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    科目：初中物理 来源： 题型：作图题

    10．请你在图中画出使用剪刀时，杠杆AOB所受动力F1的示意图和阻力臂L2．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    17．小青和小红都想测量某种液体的密度．

    （1）小青的方法是：首先将天平放在水平桌面上，并将游码移至标尺的零刻度线处，发现指针偏向分度盘中央刻度线左侧，她应向右（选填“左”或“右”）侧调节平衡螺母，直至指针指在分度盘中央刻度线．
    收集数据：
    2向瓶中倒入适量液体，用天平测出瓶和液体的总质量m1=33.4g，如图1甲所示；
    ②将瓶中的部分液体倒入量筒中，用天平测出瓶和剩余液体的质量m2，如图1乙所示；
    ③用量筒测出倒入液体的体积V=20mL，图1丙所示．
    由以上数据可以得到液体的密度ρ液=0.8g/cm3．（写出具体数值）
    （2）小红用水、石块（密度大于被测液体密度）、烧杯、弹簧测力计也测到了该液体的密度，如图所示（ρ水为已知）：
    ①用细线系住石块，并挂在弹簧测力计下，测得其重力为G，如图2甲所示；
    ②用弹簧测力计拉住石块使其浸没在水中，测得拉力为F1，如图2乙所示；
    ③用弹簧测力计拉住石块使其浸没在待测液体中，测得拉力为F2．
    由以上数据可以得出液体密度的表达式ρ液=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$ρ水，石块密度的表达式ρ石=$\frac{G}{G-{F}_{1}}$ρ水（用本次实验收集到的物理量表达，水的密度用ρ水表达）．
    （3）从实验操作的简单、方便这个角度来看小红（选填：“小青”或“小红”）的方法更好．

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    7．随着城市建设的加快，高层住宅拔地而起．但城市供水只能满足1-6层，6楼以上需要采取二次加压，先把水存到楼顶水箱，再对整栋楼供水．如果水泵把体积为5m3的水送到20m高的楼顶水箱，所用时间为10min．取g=10kg．通过计算回答：
    （1）体积为5m3的水的质量是多少？
    （2）此过程水泵做的功是多少？
    （3）此过程水泵的功率是多少？
    （4）如果8楼住户家的水龙头相对一楼地面高22m，距离楼顶水箱水面16m，当水龙头关闭状态下，水龙头处水的压强是多少？

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    14．小明用6N的水平拉力使木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的滑动摩擦力大小是6N；当他改用12N水平拉力拉木块时，桌面对木块的摩擦力的大小将6（填“变大”、“变小”或“不变”）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：多选题

    11．生活中经常对一些物量量进行估测．下列数据较为接近实际情况的是（　　）
    A．人站立时对地面的压强约1×104PaB．人游泳受到的浮力约500N
    C．人沐浴时适宜的水温约为40℃D．人爬一层楼做的功约5000J

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    科目：初中物理 来源： 题型：作图题

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