题目内容

【题目】用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为80 kg，M的体积为6×103m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的 速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求:（g=10N/kg）

（1）物体M的重力；

（2）动滑轮下端挂钩上的绳子拉力；

（3）滑轮组提升重物的机械效率；

（4）动滑轮的重力。

【答案】（1）800 N；（2）740N； （3）92.5%；（4）60N。

【解析】

（1）．物体M的重力：G物=mg=80kg×10N/kg=800N；

（2）．由于物体未露出水面,完全浸没在水中,所以V排=V物

F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1×103kg/m3×10N/kg×6×103m3=60N，

当物体在水里匀速上升时受三个力的作用,物体的重力、浮力和绳子的拉力,处于三力平衡,即F绳=G物F浮

则F绳=G物F浮=800N60N=740N；

（3）．由v=得，

物体运动的时间：

t== =20s，

根据图乙可知，此时绳自由端拉力F做的总功是8000J，

W有用=F绳×h物=740N×10m=7400J，

滑轮组提升重物的机械效率：

η= ×100%=×100%=92.5%；

（4）．由图甲可知，n=2，

滑轮组提升重物的总功：W总=Fs=F×2h物:

则：F= ==400N，

因为匀速提升，对滑轮组受力分析，

则由F=(F绳+G动)可得,

G轮=2FF绳=2×400N740N=60N.

答：（1）．物体M的重力为800N；

（2）．动滑轮下端挂钩上的绳子拉力为740N；

（3）．滑轮组提升重物的机械效率为92.5%；

（4）．动滑轮的重力为60N.

练习册系列答案
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