Question

（7分）我们学习了简单机械知识后知道，使用滑轮组能够省力，可以大大减轻人们的劳动强度．如图甲所示，某人通过滑轮组把一个由铝合金做成的实心圆柱体从水井底部匀速提升到井口，圆柱体的底面积为S，高为L，动滑轮的质量为m，水的密度为ρ，圆柱体的密度是3ρ，忽略绳重及摩擦，不计水的体积变化，请回答下列问题：

（1）若增加动滑轮的个数（其他条件不变），滑轮组的机械效率是变大还是变小？

（2）圆柱体在上升过程中会受到一些力的作用，结合各力之间的关系，在图乙中画出每个力随上升高度变化的图线，并在图线旁注明力的名称（不用标出坐标值）．

（3）推导出圆柱体在水中上升时（上表面还没有露出水面）滑轮组的机械效率．

 

Answer 1

(1)变小 （2）如图

（3）

【解析】

试题分析： （1）其他条件不变，只增加动滑轮个数，所做有用功不变，但做的额外功增大了，由可知，此时机械效率减小；

（2）圆柱体在上升过程中受到的力有：重力、浮力、拉力且；物体上升过程中圆柱体所受重力大小不变；由可知液体密度一定，圆柱体上表面露出水面前，排开液体体积不变，所以所受浮力不变、圆柱体上表面露出水面后，排开液体体积变小，所受浮力变小，直到为零；圆柱体所受拉力等于重力减去浮力，所受浮力越大，拉力越小，根据以上分析可作出三力的图象；

（3）圆柱体在水中上升时（上表面还没有露出水面）阻力为重力和浮力的差G-F浮滑轮组的机械效率：

考点：滑轮组的机械效率。