(2013•北京一模)如图甲所示,通过滑轮组打捞河水里一个圆柱形重物A,打捞前重物A下表面受到水的压强是5×104Pa.

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  • 解题思路:(1)由图读出物体在水中时和出水后拉力的功率,根据P=Fv求出拉力大小,根据机械效率公式η=

    W

    有用

    W

    列出等式,求出物体A的密度;

    (2)设物体A的高度为h,打捞前A的下表面到水面的距离为H,求出物体上表面到液面的距离,根据v=[s/t]求出时间;

    (3)根据机械效率公式η=

    W

    有用

    W

    列出第三次机械效率的等式,求出第一次和第三次机械效率的比值.

    (1)设A物体在水下时A所受绳的拉力为T1,滑轮绳端拉力为F1,打捞出水面后A所受绳的拉力为T2,滑轮绳端拉力为F2

    由图象知,物体出水前的拉力功率为P1=24W,出水后的功率P2=30W,绳子的移动速度v=3v=3×0.02m/s=0.06m/s,

    ∵P=Fv

    ∴出水前的拉力:F1=

    P1

    v绳=[24W/0.06m/s]=400N,

    出水后的拉力:F2=

    P2

    v绳=[30W/0.06m/s]=500N,

    出水前的机械效率:η1=

    W有用

    W总=

    (GA−F浮A)h

    F1×3h=

    ρAgVA−ρ水gVA

    3F1,

    出水后的机械效率:η2=

    W有用

    W总=

    GAh

    F2×3h=

    ρAgVA

    3F2,

    ∵η1:η2=15:16

    η1

    η2=

    ρAgVA−ρ水gVA

    3F1

    ρAgVA

    3F2=

    (ρA−ρ水)F2

    点评:

    本题考点: 滑轮(组)的机械效率;液体压强计算公式的应用.

    考点点评: 本题是力学计算的压轴题,几乎包括了力学的各种计算.本题包括力的分析、平衡力、浮力、绳子的段数、功率、压力、液体压强、体积、速度、密度、重力、机械效率等,综合性很强,难度很大.

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