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
总
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
总
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绳=3v物=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.