Question

如圖所示，在不計繩重與摩擦的情況下，當重為G的物體沒有浸入液體中時(如圖甲)，滑輪組的機械效率為50％，在繩端用60N的力F₁可使物體勻速上升；當物體浸沒在液體中時(如圖乙)，在繩端用50N的力F₂可使物體勻速上升，已知此液體的密度與水的密度之比為3∶2．(g取10N/kg)

求：(1)在圖乙所示情況下，此滑輪組的機械效率是多少？

(2)物體的密度．

Answer 1

答案：
解析：

解：(1)物體未浸入液體的機械效率為 　　η＝＝＝＝50％ 　　得：G＝180N×50％＝90N 　　3F1＝G＋G動　�、� 　　物體全部浸沒液體中(通過“兩態(tài)”的平衡找力的關(guān)系是解題的關(guān)鍵) 　　3F2＝F拉＋G動　�、� 　　①－②得　　3F1－3F2＝G－F拉＝F浮 　　F浮＝180N－150N＝30N 　　F拉＝90N－30N＝60N 　　此條件下的機械效率 　　＝＝＝＝40％ 　　(2)物體的密度 　　F浮＝ρ液gV排，且V排＝V物 　　所以：ρ物＝＝＝ 　�。�ρ液＝×1.5ρ水 　�。�4.5×103kg/m3 　　答案：物體全部浸入液體中，滑輪組的機械效率為40％，物體的密度為4.5×103kg/m3 　　思路分析：從題目中可知，物體沒有浸入液體時的機械效率η1和物體浸沒液體中的機械效率η2是不相同的，所以先要由η1找到物體的重力G，然后再根據(jù)沒浸入和浸沒這兩個不同狀態(tài)找到兩個相對應(yīng)的平衡關(guān)系(通過“兩態(tài)”的平衡找力的關(guān)系是解題關(guān)鍵)，將動滑輪的重力G動求出，這樣就可求出物體浸沒在液體中的相關(guān)量了．