如图所示,重物A是体积为10dm3,密度为7.9×103kg/m3的实心金属块,将它完全浸没在水中,始终未提出水面.求:

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  • 解题思路:(1)知道重物的体积和密度,利用密度公式和重力公式求金属块受到的重力;知道重物的体积(排开水的体积)和水的密度,利用阿基米德原理求金属块受到的浮力;再利用动滑轮的特点求出拉力大小.

    (2)知道重物提升的高度求出拉力移动的距离,又知道拉力大小,利用功的公式求拉力做的功;

    (3)求出滑轮对重物的拉力,知道重物提升的高度可求有用功,知道拉力和拉力移动的距离求出总功,最后利用机械效率的公式求滑轮的机械效率.

    (1)物体A受到的重力:

    G=ρvg=7.9×103kg/m3×10×10-3m3×10N/kg=790N,

    物体A受到的浮力:

    FgVgV=1×103kg/m3×10×10-3m3×10N/kg=100N;

    ∵不计摩擦和动滑轮重,

    ∴物体A受到的拉力:

    F=[1/2](G-F)=345N

    (2)s=2h=2×2m=4m,

    拉力做的功:

    W=Fs=345N×4m=1380J.

    (3)使用动滑轮的有用功:

    W=(G-F)h=(790N-100N)×2m=1380J,

    W=F′s=400N×4m=1600J;

    此时该滑轮的效率:

    η=

    W有

    W总×100%=86.25%

    答:(1)作用于绳端的拉力F是345N;

    (2)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是1380J;

    (3)若实际所用拉力为400N,此时该滑轮的效率是86.25%.

    点评:

    本题考点: 共点力平衡的条件及其应用;功率、平均功率和瞬时功率.

    考点点评: 本题考查知识点比较多,密度的计算、重力的计算、浮力的计算、有用功和总功的计算、机械效率的计算,涉及到动滑轮的使用,属于难题.