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:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=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浮)=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有=(G-F浮)h=(790N-100N)×2m=1380J,
W总=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.