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如图所示,小型牵引车通过滑轮组打捞深井中的物体:已知物体重1.2×103N,物体体积为0.075m3,动滑轮重300N.若不计摩擦、绳重和水的阻力,求物体出水前,滑轮组拉物体的力是多大?滑轮组的机械效率是多大?(取g=10N/kg)
分析:(1)知道物体的重、物体的体积,利用阿基米德原理求出物体受到水的浮力,根据F+F=G求出物体浸没水中时受到滑轮组的拉力;
(2)不计摩擦、绳重及水的阻力,根据F=
1
3
(F+G)求出物体出水面前牵引力作用在绳端的拉力,再利用机械效率公式η=
W
W
=
Fh
F′3h
=
F
3F′
计算出滑轮组的机械效率.
解答:解:(1)物体在水中受到的浮力:
Fgv=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m3=750N,
设物体在水中受到的拉力为F,
∵F+F=G,
∴物体出水前,滑轮组拉物体的力:
F=G-F=1200N-750N=450N,
(2)设物体出水面前牵引力作用在绳端的拉力为F′,
∵不计摩擦、绳重及水的阻力
∴物体出水面前作用在绳端的拉力:
F′=
F+G
3
=
450N+300N
3
=250N
滑轮组的机械效率:
η=
W
W
=
Fh
F′3h
=
F
3F′
=
450N
3×250N
=60%.
答:物体出水前,滑轮组拉物体的力是450N;
滑轮组的机械效率是60%.
点评:本题关键:一是不计摩擦、绳重及水的阻力,F′=
1
3
(F+G)的使用;二是根据二力平衡条件F+F=G求出滑轮组对物体的拉力;三是根据公式η=
W
W
=
Fh
F′3h
=
F
3F′
计算出滑轮组的机械效率.
练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体,已知物体重1.2×103N,密度为1.6×103kg/m3.测得物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1:2.若不计摩擦、绳重及水的阻力,g取10N/kg,问:
(1)当物体出水面前,滑轮组的效率是多少?
(2)物体出水面后上升的速度是1m/s,牵引车拉力的功率多大?

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科目:初中物理 来源: 题型:

(2009?怀柔区一模)如图所示,小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起.若每次重物均以1m/s的速度匀速上升,且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计.当吊起质量为340kg的重物A时,牵引车对绳的拉力为FA,滑轮组的机械效率为85%;当吊起重物B时,牵引车对绳的拉力为FB.若FA与FB做功的功率之比为2:3,取g=10N/kg,则下列说法中正确的是(  )

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科目:初中物理 来源: 题型:

(2010?东城区二模)如图所示,小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体,在被打捞的物体没有露出水面之前,牵引车以2m/s的速度匀速行驶,对绳的拉力为F1,F1的功率为P1;当被打捞的物体完全露出水面后,牵引车以1.5m/s的速度匀速行驶,对绳的拉力为F2,F2的功率为P2,且P1=P2.已知动滑轮重100N,滑轮组的最大机械效率为90%(不计摩擦、绳重及水的阻力,g取l0N/kg).则被打捞的物体的密度为
3.6×103
3.6×103
kg/m3

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科目:初中物理 来源: 题型:

(2008?怀柔区二模)如图所示,小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体,在被打捞的物体没有露出水面之前,牵引车以2m/s的速度匀速行驶,对绳的拉力为F1,F1的功率为P1;当被打捞的物体完全露出水面后,牵引车以6m/s的速度匀速行驶,对绳的拉力为F2,F2的功率为P2.已知物体重1.2×104N,体积为0.63m3,P2=6P1.若不计摩擦、绳重及水的阻力,g取10N/kg.
求:(1)被打捞的物体浸没在水中时受到的浮力是多少?
(2)在整个打捞过程中,滑轮组的最大机械效率是多少?

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