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.
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