如图所示,小型牵引车通过滑轮组打捞深井中的物体:已知物体重1.2×103N,物体体积为0.075m3,动滑轮重300N.

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  • 解题思路:(1)知道物体的重、物体的体积,利用阿基米德原理求出物体受到水的浮力,根据F+F=G求出物体浸没水中时受到滑轮组的拉力;

    (2)不计摩擦、绳重及水的阻力,根据F=[1/3](F+G)求出物体出水面前牵引力作用在绳端的拉力,再利用机械效率公式η=

    W

    W

    Fh

    F′3h

    F

    3F′

    计算出滑轮组的机械效率.

    (1)物体在水中受到的浮力:

    Fgv=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m3=750N,

    设物体在水中受到的拉力为F,

    ∵F+F=G,

    ∴物体出水前,滑轮组拉物体的力:

    F=G-F=1200N-750N=450N,

    (2)设物体出水面前牵引力作用在绳端的拉力为F′,

    ∵不计摩擦、绳重及水的阻力

    ∴物体出水面前作用在绳端的拉力:

    F′=

    F+G轮

    3=

    450N+300N

    3=250N

    滑轮组的机械效率:

    η=

    W有

    W总=

    Fh

    F′3h=

    F

    3F′=[450N/3×250N]=60%.

    答:物体出水前,滑轮组拉物体的力是450N;

    滑轮组的机械效率是60%.

    点评:

    本题考点: 滑轮组绳子拉力的计算;滑轮(组)的机械效率.

    考点点评: 本题关键:一是不计摩擦、绳重及水的阻力,F′=[1/3](F+G轮)的使用;二是根据二力平衡条件F+F浮=G求出滑轮组对物体的拉力;三是根据公式η=W有W总=FhF′3h=F3F′计算出滑轮组的机械效率.