题目内容
某校科技小组的同学设计了一个从水中打捞物体的模型，如图所示．其中D、E、G、H都是定滑轮，M是动滑轮，B、C为固定在支架上的两个定滑轮，细绳的质量忽略不计．人站在地面上通过拉绳子提升水中的物体A，容器的底面积为200cm2．当物体A总体积的五分之二露出液面时，人通过细绳施加竖直向下的拉力为F1，地面对他的支持力是N1，A以0.2m/s的速度匀速上升，此时液面比A全部浸没的时候下降了50cm，拉力F1的功率为P1；当物体A完全离开液面时，人通过细绳施加竖直向下的拉力为F2，物体A以0.2m/s的速度匀速上升，地面对人的支持力是N2，拉力F2的功率为P2．已知A的质量为75kg，人的质量是70kg，N1：N2=9：8，忽略细绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力，g取10N/kg．求：
（1）动滑轮M受到的重力G；
（2）P1：P2的值．
解：分别对物体A、动滑轮、人进行受力分析，如图所示：
GA=mAg=75kg×10N/kg=750N，
△F浮=△PS=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m×200×10-4m2=100N，
解得：F浮=150N，FA1=600N，FA2=750N；
G人=m人g=70kg×10N/kg=700N，
N1=G人-F1，N2=G人-F2，
又已知：N1：N2=9：8由①②③④⑤⑥式解得：
G动=150N，F1=250N，F2=300N；
（2）设自由端F1的速度为V1；F2的速度为V2，
因为A的速度不变，所以V1=V2，
拉力功率之比P
=
=
=
；
答：（1）动滑轮M受到的重力为150N；
（2）P1：P2的值为5：6．
分析：（1）对物体进行受力分析，由浮力公式求出浮力，应用平衡条件可以求出动滑轮的重力；
（2）功率P=
=
=Fv，应用公式P=Fv可以求出拉力的功率之比．
点评：此题综合性很强，且难度很大；解答时，从分析受力入手，再将题目进行分解：浮力问题、滑轮问题、杠杆平衡条件问题、压强问题；将四类问题通过力有机的结合在一起，充分利用题目的已知条件，就可解答此题．
GA=mAg=75kg×10N/kg=750N，
△F浮=△PS=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m×200×10-4m2=100N，
解得：F浮=150N，FA1=600N，FA2=750N；
G人=m人g=70kg×10N/kg=700N，
N1=G人-F1，N2=G人-F2，
又已知：N1：N2=9：8由①②③④⑤⑥式解得：
G动=150N，F1=250N，F2=300N；
（2）设自由端F1的速度为V1；F2的速度为V2，
因为A的速度不变，所以V1=V2，
拉力功率之比P
===；答：（1）动滑轮M受到的重力为150N；
（2）P1：P2的值为5：6．
分析：（1）对物体进行受力分析，由浮力公式求出浮力，应用平衡条件可以求出动滑轮的重力；
（2）功率P=
==Fv，应用公式P=Fv可以求出拉力的功率之比．点评：此题综合性很强，且难度很大；解答时，从分析受力入手，再将题目进行分解：浮力问题、滑轮问题、杠杆平衡条件问题、压强问题；将四类问题通过力有机的结合在一起，充分利用题目的已知条件，就可解答此题．
练习册系列答案
相关题目
探究速度的变化提出问题：某校八年级科技小组制作了一种降落伞，这种降落伞在降落过程中速度是否发生变化？
猜想与假设：①降落过程中速度可能不发生变化（作匀速运动）
②降落过程中速度可能越来越快（作变速运动）
制定计划与设计实验：同学们准备从高楼阳台上向下释放降落伞，通过测定降落伞的下落时间来探究降落伞的速度是否发生变化．通过讨论，提出了两种实验方案．（如图是实验示意图）
①方案A：采用两次放伞的方法，具体步骤为：先让降落伞从30楼（从地面上升30层）阳台下落到15楼阳台，测量从30楼阳台下落到15楼阳台所用的时间；然后让降落伞从15楼阳台下落到地面，测量从15楼阳台下落到地面所用的时间；最后计算并比较降落伞通过这两段路程的速度．
②方案B：采用一次放伞的方法，具体步骤为：让降落伞从30楼阳台下落到地面，分别测量其通过15楼阳台、到达地面的时间，最后计算并比较降落伞通过这两段路程的速度．
进行实验与收集证据：分别采用A、B两种方案进行测量：
设降落伞从30楼下落到15楼所用的时间为t1，降落伞从15楼下落到地面的时间为t2．测得30楼阳台到地面的高度为90m，15楼阳台到地面的高度为45m，测出降落伞下落的时间已经记录在下表中．
| 下落时间 | t1（s） | t2（s） |
| 采用A方案实验 | 3 | 3 |
| 采用B方案实验 | 3 | 2 |
（1）采用A方案实验
①降落伞从30楼下落到15楼的平均速度是多少？V1=
②降落伞从15楼下落到地面的平均速度是多少？V2=
③比较降落伞通过这两段路程的速度，你能得出什么结论？为什么会有这种结论？
（2）采用B方案实验
①降落伞从30楼下落到15楼的平均速度是多少？V1=
②降落伞从15楼下落到地面的平均速度是多少？V2=
③比较降落伞通过这两段路程的速度，你能得出什么结论？为什么会有这种结论？
评估：比较A、B两种实验方案，简单回答问题：
（3）如果降落伞下落速度不变，采用这两种方案得到的结论相同吗？为什么？
（4）如果降落伞下落越来越快，采用这两种方案得到的结论相同吗？为什么？
（5）探究降落伞下落速度是否变化，在前面的A、B两种实验方案中，你认为应该采用哪种方案更好些？为什么？
探究速度的变化
提出问题：某校八年级科技小组制作了一种降落伞，这种降落伞在降落过程中速度是否发生变化？
猜想与假设：①降落过程中速度可能不发生变化（作匀速运动）
②降落过程中速度可能越来越快（作变速运动）
制定计划与设计实验：同学们准备从高楼阳台上向下释放降落伞，通过测定降落伞的下落时间来探究降落伞的速度是否发生变化．通过讨论，提出了两种实验方案．（如图是实验示意图）
①方案A：采用两次放伞的方法，具体步骤为：先让降落伞从30楼（从地面上升30层）阳台下落到15楼阳台，测量从30楼阳台下落到15楼阳台所用的时间；然后让降落伞从15楼阳台下落到地面，测量从15楼阳台下落到地面所用的时间；最后计算并比较降落伞通过这两段路程的速度．
②方案B：采用一次放伞的方法，具体步骤为：让降落伞从30楼阳台下落到地面，分别测量其通过15楼阳台、到达地面的时间，最后计算并比较降落伞通过这两段路程的速度．
进行实验与收集证据：分别采用A、B两种方案进行测量：
设降落伞从30楼下落到15楼所用的时间为t1，降落伞从15楼下落到地面的时间为t2．测得30楼阳台到地面的高度为90m，15楼阳台到地面的高度为45m，测出降落伞下落的时间已经记录在下表中．
| 下落时间 | t1（s） | t2（s） |
| 采用A方案实验 | 3 | 3 |
| 采用B方案实验 | 3 | 2 |
（1）采用A方案实验
①降落伞从30楼下落到15楼的平均速度是多少？V1=________m/s
②降落伞从15楼下落到地面的平均速度是多少？V2=________m/s
③比较降落伞通过这两段路程的速度，你能得出什么结论？为什么会有这种结论？
（2）采用B方案实验
①降落伞从30楼下落到15楼的平均速度是多少？V1=________m/s
②降落伞从15楼下落到地面的平均速度是多少？V2=________m/s
③比较降落伞通过这两段路程的速度，你能得出什么结论？为什么会有这种结论？
评估：比较A、B两种实验方案，简单回答问题：
（3）如果降落伞下落速度不变，采用这两种方案得到的结论相同吗？为什么？
（4）如果降落伞下落越来越快，采用这两种方案得到的结论相同吗？为什么？
（5）探究降落伞下落速度是否变化，在前面的A、B两种实验方案中，你认为应该采用哪种方案更好些？为什么？
探究速度的变化
提出问题：某校八年级科技小组制作了一种降落伞，这种降落伞在降落过程中速度是否发生变化？
猜想与假设：①降落过程中速度可能不发生变化（作匀速运动）
②降落过程中速度可能越来越快（作变速运动）
制定计划与设计实验：同学们准备从高楼阳台上向下释放降落伞，通过测定降落伞的下落时间来探究降落伞的速度是否发生变化．通过讨论，提出了两种实验方案．（如图是实验示意图）
①方案A：采用两次放伞的方法，具体步骤为：先让降落伞从30楼（从地面上升30层）阳台下落到15楼阳台，测量从30楼阳台下落到15楼阳台所用的时间；然后让降落伞从15楼阳台下落到地面，测量从15楼阳台下落到地面所用的时间；最后计算并比较降落伞通过这两段路程的速度．
②方案B：采用一次放伞的方法，具体步骤为：让降落伞从30楼阳台下落到地面，分别测量其通过15楼阳台、到达地面的时间，最后计算并比较降落伞通过这两段路程的速度．
进行实验与收集证据：分别采用A、B两种方案进行测量：
设降落伞从30楼下落到15楼所用的时间为t1，降落伞从15楼下落到地面的时间为t2．测得30楼阳台到地面的高度为90m，15楼阳台到地面的高度为45m，测出降落伞下落的时间已经记录在下表中．
分析与论证：请根据测量结果回答下列问题．
（1）采用A方案实验
①降落伞从30楼下落到15楼的平均速度是多少？V1=______m/s
②降落伞从15楼下落到地面的平均速度是多少？V2=______m/s
③比较降落伞通过这两段路程的速度，你能得出什么结论？为什么会有这种结论？
（2）采用B方案实验
①降落伞从30楼下落到15楼的平均速度是多少？V1=______m/s
②降落伞从15楼下落到地面的平均速度是多少？V2=______m/s
③比较降落伞通过这两段路程的速度，你能得出什么结论？为什么会有这种结论？
评估：比较A、B两种实验方案，简单回答问题：
（3）如果降落伞下落速度不变，采用这两种方案得到的结论相同吗？为什么？
（4）如果降落伞下落越来越快，采用这两种方案得到的结论相同吗？为什么？
（5）探究降落伞下落速度是否变化，在前面的A、B两种实验方案中，你认为应该采用哪种方案更好些？为什么？
提出问题：某校八年级科技小组制作了一种降落伞，这种降落伞在降落过程中速度是否发生变化？
猜想与假设：①降落过程中速度可能不发生变化（作匀速运动）
②降落过程中速度可能越来越快（作变速运动）
制定计划与设计实验：同学们准备从高楼阳台上向下释放降落伞，通过测定降落伞的下落时间来探究降落伞的速度是否发生变化．通过讨论，提出了两种实验方案．（如图是实验示意图）
①方案A：采用两次放伞的方法，具体步骤为：先让降落伞从30楼（从地面上升30层）阳台下落到15楼阳台，测量从30楼阳台下落到15楼阳台所用的时间；然后让降落伞从15楼阳台下落到地面，测量从15楼阳台下落到地面所用的时间；最后计算并比较降落伞通过这两段路程的速度．
②方案B：采用一次放伞的方法，具体步骤为：让降落伞从30楼阳台下落到地面，分别测量其通过15楼阳台、到达地面的时间，最后计算并比较降落伞通过这两段路程的速度．
进行实验与收集证据：分别采用A、B两种方案进行测量：
设降落伞从30楼下落到15楼所用的时间为t1，降落伞从15楼下落到地面的时间为t2．测得30楼阳台到地面的高度为90m，15楼阳台到地面的高度为45m，测出降落伞下落的时间已经记录在下表中．
| 下落时间 | t1（s） | t2（s） |
| 采用A方案实验 | 3 | 3 |
| 采用B方案实验 | 3 | 2 |
（1）采用A方案实验
①降落伞从30楼下落到15楼的平均速度是多少？V1=______m/s
②降落伞从15楼下落到地面的平均速度是多少？V2=______m/s
③比较降落伞通过这两段路程的速度，你能得出什么结论？为什么会有这种结论？
（2）采用B方案实验
①降落伞从30楼下落到15楼的平均速度是多少？V1=______m/s
②降落伞从15楼下落到地面的平均速度是多少？V2=______m/s
③比较降落伞通过这两段路程的速度，你能得出什么结论？为什么会有这种结论？
评估：比较A、B两种实验方案，简单回答问题：
（3）如果降落伞下落速度不变，采用这两种方案得到的结论相同吗？为什么？
（4）如果降落伞下落越来越快，采用这两种方案得到的结论相同吗？为什么？
（5）探究降落伞下落速度是否变化，在前面的A、B两种实验方案中，你认为应该采用哪种方案更好些？为什么？