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浮;
(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
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
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B=ρ水gVB=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A=ρ水gVA=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额=G动h+G动3h=4G动h
∴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动=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.