(2013•石景山区二模)工作人员用如图所示装置打捞水中的物体.第一次提体积VA=6×10-3m3的物体A在水中匀速上升

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  • 解题思路:(1)根据物体A、B的体积之比求出VB,然后根据阿基米德原理求物体B所受的浮力F

    (2)首先根据GA:GB的比值和GB的值求出GA,然后根据根据η=

    W

    W

    =

    W

    W

    +

    W

    =

    (G−

    F

    )h

    (G−

    F

    )h+

    4G

    h

    =

    G−

    F

    G−

    F

    +

    4G

    列出等式,解之即可;

    (3)根据物体和动滑轮的重力求出两次提升物体时的人对绳子竖直向下的拉力,最后根据公式P=Fv和P1:P2的值列出等式,解之即可.

    (1)已知:VA=6×10-3m3,VA:VB=1:2,

    则VB=2×6×10-3m3=0.012m3

    根据阿基米德原理可知:

    物体B在水中所受的浮力F浮BgVB=1×103kg/m3×10N/kg×0.012m3=120N;

    (2)已知:GB=150N,GA:GB=4:5,

    则GA=[4/5]GB=[4/5]×150N=120N;

    物体A在水中所受的浮力F浮AgVA=1×103kg/m3×10N/kg×6×10-3m3=60N;

    分析滑轮组的装置可知:因动滑轮M是3股绳子承担,所以动滑轮M和提升物体升高h时,动滑轮E上升的高度为3h,

    ∵忽略绳重、绳与滑轮间摩擦及液体对物体的阻力时,

    滑轮组的额外功就是因提升动滑轮M和E而产生的;

    即W=Gh+G3h=4Gh

    ∴根据η=

    W有

    W总=

    W有

    W有+W额=

    (G−F浮)h

    (G−F浮)h+4G动h=

    G−F浮

    G−F浮+4G动得:

    η1=

    GA−F浮A

    GA−F浮A+4G动,η2=

    GB−F浮B

    GB−F浮B+4G动

    ∵η1:η2=3:2

    GA−F浮A

    GA−F浮A+4G动:

    GB−F浮B

    GB−F浮B+4G动=3:2,

    即:

    120N−60N

    120N−60N+4G动:

    150N−120N

    150N−120N+4G动=3:2,

    解得:G=15N.

    (3)提升物体时,动滑轮E受力分析:

    重力、滑轮组CM对动滑轮E的向下拉力F′=

    点评:

    本题考点: 浮力大小的计算;速度的计算;滑轮(组)的机械效率.

    考点点评: 本题考查浮力、功率的计算,关键是对滑轮组的分析和公式η=W有W总变形的灵活运用,难点是提升物体时对动滑轮M和E的受力分析,充分利用已知量列出等式.

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