(2014•佛山)我们学习了简单机械知识后知道,使用滑轮组能够省力,可以大大减轻人们的劳动强度.如图甲所示,某人通过滑轮

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  • 解题思路:(1)只增加动滑轮个数,其他条件不变,有用功不变,额外功增大,利用机械效率公式分析即可;(2)实心圆柱体受重力、拉力和浮力作用,分析其上升过程中三个力的变化,作出图象;(3)分析各力在上表面还没有露出水面前的关系,结合机械效率公式推导.

    答:(1)只增加动滑轮个数,其他条件不变,所做有用功相等,但做的额外功增大了,由η=

    W有用

    W总可知,此时机械效率减小;

    (2)圆柱体在上升过程中受到的力有:重力、浮力、拉力;物体所受重力与质量成正比,故上升过程中圆柱体所受重力大小不变;物体所受浮力与液体密度和排开液体体积有关,液体密度一定,圆柱体上表面露出水面前,排开液体体积不变,所以所受浮力不变、圆柱体上表面露出水面后,排开液体体积变小,所受浮力变小,直到为零;圆柱体所受拉力等于重力减去浮力,所受浮力越大,拉力越小,根据以上分析可作出三力的图象:

    (3)圆柱体在水中上升时(上表面还没有露出水面)滑轮组的机械效率:η=

    W有用

    W总=

    W有用

    W有用+W额=

    (G-F浮)h

    (G-F浮)h+G动h=[3ρsLg-ρsLg/3ρsLg-ρsLg+mg]=[3psL-psL/3psL-psL+m]=[2psL/2psL+m].

    点评:

    本题考点: 滑轮(组)的机械效率;力与图象的结合.

    考点点评: 本题考查了滑轮组机械效率的高低的分析和受力分析能力.