如图1所示.是用滑轮组在水中打捞文物的示意图.该均匀实心文物的密度为8×103Kg/m3.体积为1000cm3.在拉力F作用下从水中缓慢上升到岸上.拉力F的大小随文物上升的高度h的变化情况如图2所示．(1)求在文物还未露出水面时文物受到的浮力,(2)在文物还未露出水面时若物体匀速上升的速度为0.1m/s.求此时拉力F的功率,(3)求在文物离开水面� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图1所示，是用滑轮组在水中打捞文物的示意图，该均匀实心文物的密度为8×10³Kg/m³，体积为1000cm³，在拉力F作用下从水中缓慢上升到岸上，拉力F的大小随文物上升的高度h的变化情况如图2所示．（g=10N/Kg）
（1）求在文物还未露出水面时文物受到的浮力；
（2）在文物还未露出水面时若物体匀速上升的速度为0.1m/s，求此时拉力F的功率；
（3）求在文物离开水面后继续缓慢上升过程中滑轮组的机械效率．

分析：（1）知道文物的体积（浸没水中排开水的体积）利用阿基米德原理求文物受到的浮力；
（2）由图1知，承担物重的绳子股数n=4，则拉力F移动的距离S=4h，拉力F移动速度v₁=4v₂，由图2知，在文物还未露出水面时拉力F的大小，利用P=

=Fv求拉力F做功的功率；
（3）知道物体A的体积和密度，利用G=mg=ρVg求物体A的重力，由图2知，在文物离开水面后拉力F的大小，利用η=

W有用

W总

求滑轮组的机械效率．

解答：解：
（1）文物还未露出水面时受到的浮力F_浮为：
F_浮=ρ_水gV_排
=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1000×10^-6m³
=10N；
（2）由图1知，承担物重的绳子股数n=4，则拉力F移动速度v₁=4v₂=4×0.1m/s=0.4m/s，
由图2知，在文物还未露出水面时拉力F₁=20N，
∵P=

=Fv，
∴拉力F做功的功率P为：
P=F₁v₁=20N×0.4m/s=8W；
（3）物体A的重力G为：
G=mg=ρ_物gV_物
=8.0×10³kg/m³×10N/kg×1000×10^-6m³
=80N，
由图2知，在文物离开水面后拉力F的大小为F′=25N，
滑轮组的机械效率：
η=

W有用

W总

×100%
=

F′S

×100%
=

F′×4h

×100%
=

4F′

×100%
=

80N

4×25N

×100%
=80%．
答：（1）在文物还未露出水面时文物受到的浮力为10N；
（2）拉力F的功率为8W
（3）在文物离开水面后继续缓慢上升过程中滑轮组的机械效率为80%．

点评：本题为力学综合题，考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、功率公式、机械效率公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，要求灵活运用相关公式求解．

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（1）甲木块的体积是多少？
（2）求B和C的质量各为多少kg？
（3）若将A球与甲相连的细线以及C球与B球相连的细线都剪断，甲和乙重新静止后，水对容器底部的压强变化了多少？

（2012?通辽模拟）（1）如图1所示是探究“浮力大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据此图请你回答下列问题：
分析比较图①②③，说明物体所受浮力的大小与

．
（2）如图2所示，弹簧测力计的量程是0～5N，木块重约7N，滑轮重为1N、铁架台、刻度尺、足够大的量杯、足量的水和细棉线（自重不计），图中每种器材各有一件．请你利用图中的一些器材，设计一个测量木块所受重力的实验方案：
①写出选用器材的名称：

弹簧测力计、轻质滑轮、铁架台、细棉线、木块

；
②写出主要测量实验步骤，并用字母表示所测的物理量：

a、将木块挂在动滑轮挂钩上，细棉线一端固定在铁架台上，另一端固定在弹簧测力计上；即
在铁架台上用细线和滑轮组成一个动滑轮；
b、保持弹簧测力计在竖直方向静止；
c、读出弹簧测力计的示数为F；
d、计算木块受到的重力：弹簧测力计通过动滑轮拉木块，则2F=G_木+G_滑轮，
木块重力为G_木=2F-G_滑轮=2F-1N；

；
③木块重力的表达式：

G_木=2F-1N

．

让我们一起来认识常见的简单机械：

（1）如图1是工人经常使用的铁锹，如果把铁锹当作费力杠杆，则支点是

点，动力作用点是

点．
（2）小林同学在农村老家发现一种“舂米对”的古代简单机械，其示意图如图2所示．使用这个装置时，人在A端用力把它踩下后立即松脚，B端就会立即下落，打在石臼内的谷物上，从而把谷物打碎．用力将它踩下去的过程中，动力是

脚踩的力

（自身的重力/脚踩的力），脚松开到打在石臼内的谷物时，自身的重力是

动力

（动力/阻力）．
（3）如图3所示，是小明同学将要攀登的一座海拔400m小山的示意图．观察图片，比较南、北两条攀登路径的情况可知：

（选填“杠杆”、“轮轴”或“斜面”）的实例．

（4）如图4，利用定滑轮匀速提升重物G，需要的拉力F或F′，F和F′大小的关系是F

F′（选填“＞”、“=”或“＜”）．
（5）如图5，使用动滑轮提起重物G时，拉力F=

G（不计滑轮重和摩擦）．若用斜向上的力拉绳子，所需拉力F′

＜

F（选填“＞”、“=”或“＜”）．
（6）如图6所示，在两墙之间同一水平面上的A、B两处用弹簧测力计和滑轮相连，不计弹簧测力计、滑轮重和摩擦，若拉力F=5N，则弹簧测力计P示数是

cm．
（2）如图2所示，弹簧测力计是根据弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长就越长的特性制成的，弹簧测力计的示数为

5.4

N．
（3）如图3所示，用铅笔线代表绳子，将两个滑轮连成滑轮组，使人站在地上用最小的力将物体提升到很高处．

（4）在一次郊游中，小明拾到一块特别的石块，他想通过实验测出这块石块的密度．
[1]调节天平横梁平衡时，发现指针静止在分度盘上的位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向

右

（选填“左”或“右”）移动．

[2]用调节好的天平测石块的质量，所用砝码和游码所对的位置如图乙所示，则石块的质量是

g．再用量筒测出石块的体积如丙所示，则计算出石块的密度是

2.4

g/cm³．
[3]分析上述实验操作过程，发现会导致测量的密度值偏小，原因是

塑料绳子太粗，造成体积测量值偏大

．

小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图1所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置．

（1）小红应

竖直

向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为1.0N，同时小雪用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如下表：

钩码重 G/N	弹簧测力计提升的高度h/m	有用功 W_有用/J	总功 W_总/J	机械效率 η
2	0.2	0.2	0.2	100%

（2）小红测算得滑轮组的机械效率为100%，同组的小雪立即意识到出现了错误，小雪判断的依据是

%．
（4）接着小雪想“探究影响滑轮组机械效率的因素有哪些？”她利用如图2甲所示的同一滑轮组分别做了三次实验，并重新设计了记录数据的表格，将实验数据填入下表：

实验次数	钩码重/N	钩码上升的距离/cm	弹簧测力计的读数/N	弹簧测力计上升的距离/cm	机械效率
1	2	5	0.8	15	83.3%
2	4	5	1.5	15	88.9%
3	6	5	2.2	15	90.9%

从实验数据分析得出，使用同一滑轮组，

增加钩码的重力

可以提高滑轮组的机械效率．
（5）得出结论后小雪进一步猜想：滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关，于是用另一滑轮组做了第四次实验（如图2乙所示）并将数据记录如下：

实验次数	钩码重/N	钩码上升的距离/cm	弹簧测力计的读数/N	弹簧测力计上升的距离/cm	机械效率
4	2	5	1	15	66.7%

比较实验1和实验4，小雪发现虽然所挂钩码相同，但弹簧测力计的读数不同，这是因为两次实验所用滑轮的重力不同，于是小雪得出另一结论：滑轮组的机械效率还与滑轮的重力有关，但小红认为小雪得出这一结论的过程还不够合理．请简要说明小红的理由：

实验次数太少

．
（6）小雪在实验中还发现，即使所用动滑轮重和提起的钩码重都相同，测出的滑轮机械效率却不同．关于这个问题，同学中分别提出了两种猜想：
A．可能是由于滑轮工作时的摩擦不同造成的；
B．可能是由于实验观察或操作存在某些问题造成的．
大家认为，这两种猜想都是有道理的．那么：
①你认为，提出猜想A的理由是：

滑轮组绕法不同，提升相同重物时的摩擦力不同

．
②对于猜想B，你认为有哪些观察或操作因素会影响测量结果？请说出二点：
a：

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