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浮=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轮)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
有
W
总
=
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:
F浮=ρ水gv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m3=750N,
设物体在水中受到的拉力为F,
∵F+F浮=G,
∴物体出水前,滑轮组拉物体的力:
F=G-F浮=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.