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如图所示,重物A是体积为10dm3,密度为7.9×103kg/m3的实心金属块,将它完全浸没在水中,始终未提出水面.若不计摩擦和动滑轮重,要保持平衡,求:
(1)作用于绳端的拉力F是多少?
(2)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是多少?
(3)若实际所用拉力为400N,此时该滑轮的效率是多少?(g=10N/kg)

【答案】分析:(1)知道重物的体积和密度,利用密度公式和重力公式求金属块受到的重力;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)知道重物提升的高度求出拉力移动的距离,又知道拉力大小,利用功的公式求拉力做的功;
(3)求出滑轮对重物的拉力,知道重物提升的高度可求有用功,知道拉力和拉力移动的距离求出总功,最后利用机械效率的公式求滑轮的机械效率.
解答:解:(1)物体A受到的重力:
G=ρvg=7.9×103kg/m3×10×10-3m3×10N/kg=790N,
物体A受到的浮力:
FgVgV=1×103kg/m3×10×10-3m3×10N/kg=100N;
∵不计摩擦和动滑轮重,
∴物体A受到的拉力:

(2)s=2h=2×2m=4m,
拉力做的功:
W=Fs=345N×4m=1380J.
(3)使用动滑轮的有用功:
W=(G-F)h=(790N-100N)×2m=1380J,
W=F′s=400N×4m=1600J;
此时该滑轮的效率:
η=
答:(1)作用于绳端的拉力F是345N;
(2)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是1380J;
(3)若实际所用拉力为400N,此时该滑轮的效率是86.25%.
点评:本题考查知识点比较多,密度的计算、重力的计算、浮力的计算、有用功和总功的计算、机械效率的计算,涉及到动滑轮的使用,属于难题.
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如图甲所示,正方体A边长0.2m,作为配重使用,杠杆OE:OF=2:3,某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B,圆柱体B的体积是密闭容器D的
1
3
;旁边浮体C的体积是0.1m3,该同学站在浮体C上,C总体积的
3
5
浸入水中;该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端,手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图乙所示;密闭容器D上升速度0.05m/s保持不变,密闭容器D被提出水后,将圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面,同时手松开绳子时,浮体C露出水面的体积减少总体积的
7
25
;在提升全过程中,配重A始终没有离开地面.两个定滑轮总重10N.(绳的重力,滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计.g=10N/kg),求:
(1)D完全露出水面时人拉绳的力的大小.
(2)圆柱体B的重力;
(3)密闭容器D离开水面时,滑轮组提升重物B的机械效率;(百分号前面保留整数);
(4)圆柱体B的密度;

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;在提升全过程中,配重A始终没有离开地面.两个定滑轮总重10N.(绳的重力,滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计.g=10N/kg),求:
(1)圆柱体B的重力;
(2)密闭容器D离开水面时,滑轮组提升重物B的机械效率;(百分号前面保留整数);
(3)圆柱体B的密度;
(4)在提升全过程中配重A对地面的压强的最大变化量.

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(1)当滑轮组在D点时,计算该“塔吊”能吊起重物的物重为多少?
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