如圖所示,重物A是體積為VA、密度為ρA的實(shí)心金屬塊,將它完全浸沒在水中,始終未提出水面.若不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重,已知水的密度為ρ,要保持平衡,求:
(1)作用于繩端的拉力F是多少?
(2)若緩慢將重物A提升的距離為s,拉力做的功W是多少?
(3)若實(shí)際所用拉力為F1,此時(shí)該滑輪的效率η是多少?

【答案】分析:(1)知道物體A的體積和密度,利用G=mg=ρVg求物體A的重力;知道物體A的體積(浸沒時(shí)排開水的體積),利用阿基米德原理求物體A受到的浮力;由于不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重,則拉力F=(G-F);
(2)圖中使用的是動(dòng)滑輪,拉力端移動(dòng)的距離s′等于物體A提升的距離s的2倍,利用W=Fs′求拉力做功;
(3)利用W有用=(G-F)s求出有用功,知道實(shí)際所用拉力為F1和拉力端移動(dòng)的距離s′求總功,再利用效率公式η=×100%求該動(dòng)滑輪的效率.
解答:解:
(1)物體A的重力:
G=ρAVAg,
物體A受到的浮力:
FVg=ρVAg,
∵不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重,
∴拉力:
F=(G-F)=(ρAVAg-ρVAg)=(ρA)VAg;
(2)圖中使用的是動(dòng)滑輪,將重物A提升的距離為s,則拉力端移動(dòng)的距離為s′=2s,
拉力做功:
W=Fs′=F×2s=(ρA)VAg×2s=(ρA)VAgs;
(3)使用動(dòng)滑輪W有用=(G-F)s=(ρAVAg-ρVAg)s,
η=×100%=×100%
=×100%
=%
=%.
答:(1)作用于繩端的拉力是(ρA)VAg;
(2)若緩慢將重物A提升的距離為s,拉力做的功是(ρA)VAgs;
(3)若實(shí)際所用拉力為F1,此時(shí)該滑輪的效率是%.
點(diǎn)評:本題考查了使用動(dòng)滑輪有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算,計(jì)算時(shí)注意使用動(dòng)滑輪做的有用功W有用=(G-F)s,而不是W有用=Gs,易錯(cuò)點(diǎn)!
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,正方體A邊長0.2m,作為配重使用,杠桿OE:OF=2:3,某同學(xué)用這個(gè)裝置和一個(gè)密閉容器D提取水中的圓柱體B,圓柱體B的體積是密閉容器D的
1
3
;旁邊浮體C的體積是0.1m3,該同學(xué)站在浮體C上,C總體積的
3
5
浸入水中;該同學(xué)用力拉動(dòng)滑輪組繞繩自由端,手拉繩的功率P和密閉容器D勻速被提升的距離關(guān)系如圖乙所示;密閉容器D上升速度0.05m/s保持不變,密閉容器D被提出水后,將圓柱體B從密閉容器D中取出放在浮體C的上面,同時(shí)手松開繩子時(shí),浮體C露出水面的體積減少總體積的
7
25
;在提升全過程中,配重A始終沒有離開地面.兩個(gè)定滑輪總重10N.(繩的重力,滑輪與軸的摩擦及水的阻力不計(jì).g=10N/kg),求:
(1)D完全露出水面時(shí)人拉繩的力的大。
(2)圓柱體B的重力;
(3)密閉容器D離開水面時(shí),滑輪組提升重物B的機(jī)械效率;(百分號前面保留整數(shù));
(4)圓柱體B的密度;

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科目:初中物理 來源: 題型:

(2011?房山區(qū)二模)如圖甲所示,正方體A邊長0.2m,作為配重使用,杠桿OE:OF=2:3,某同學(xué)用這個(gè)裝置和一個(gè)密閉容器D提取水中的圓柱體B,圓柱體B的體積是密閉容器D的
1
3
;旁邊浮體C的體積是0.1m3,該同學(xué)站在浮體C上,總體積的
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浸入水中;該同學(xué)用力拉動(dòng)滑輪組繞繩自由端,手拉繩的功率P和密閉容器D勻速被提升的距離關(guān)系如圖乙所示;密閉容器D上升速度0.05m/s保持不變,密閉容器D被提出水后,圓柱體B從密閉容器D中取出放在浮體C的上面,同時(shí)手松開繩子時(shí),浮體C露出水面的體積減少總體積的
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;在提升全過程中,配重A始終沒有離開地面.兩個(gè)定滑輪總重10N.(繩的重力,滑輪與軸的摩擦及水的阻力不計(jì).g=10N/kg),求:
(1)圓柱體B的重力;
(2)密閉容器D離開水面時(shí),滑輪組提升重物B的機(jī)械效率;(百分號前面保留整數(shù));
(3)圓柱體B的密度;
(4)在提升全過程中配重A對地面的壓強(qiáng)的最大變化量.

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科目:初中物理 來源: 題型:

“塔吊”是現(xiàn)在建筑工地上常見的起重設(shè)備,用“塔吊”可將重物方便地安放到工作
區(qū)內(nèi).如圖所示,現(xiàn)有“塔吊”,它有一個(gè)水平臂AD,水平臂AD可以分為AB和BD兩個(gè)部分,AB叫平衡臂,BD叫吊臂.A端裝有配重體,它重為5×104N,C處裝有可在水平臂BD上移動(dòng)的吊鉤,C移動(dòng)的范圍是從B點(diǎn)到D點(diǎn),已知:AB為10m,BD為50m,若“塔”身寬度和鐵架、吊鉤的重力不計(jì),請計(jì)算并回答下列問題:
(1)當(dāng)滑輪組在D點(diǎn)時(shí),計(jì)算該“塔吊”能吊起重物的物重為多少?
(2)若想用此“塔吊”吊起重2×104N的物體,那么,為安全起吊,C最遠(yuǎn)可以移到離B點(diǎn)多遠(yuǎn)的地方?

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科目:初中物理 來源:2013屆北京市龍文教育九年級第一次中考模擬物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題

如圖甲所示,正方體A邊長0.2m,作為配重使用,杠桿OE:OF=2:3,某同學(xué)用這個(gè)裝置和一個(gè)密閉容器D提取水中的圓柱體B, 圓柱體B的體積是密閉容器D的;旁邊浮體C的體積是0.1m3,該同學(xué)站在浮體C上,總體積的浸入水中;該同學(xué)用力拉動(dòng)滑輪組繞繩自由端,手拉繩的功率P和密閉容器D勻速被提升的距離關(guān)系如圖24乙所示;密閉容器D上升速度0.05m/s保持不變,密閉容器D被提出水后,圓柱體B從密閉容器D中取出放在浮體C的上面,同時(shí)手松開繩子時(shí),浮體C露出水面的體積減少總體積的;在提升全過程中,配重A始終沒有離開地面。兩個(gè)定滑輪總重10 N.(繩的重力,滑輪與軸的摩擦及水的阻力不計(jì)。g=10N/kg),求:(7分)

(1)圓柱體B的重力;
(2)密閉容器D離開水面時(shí),滑輪組提升重物B的機(jī)械效率;(百分號前面保留整數(shù));
(3)圓柱體B的密度;
(4)在提升全過程中配重A對地面的壓強(qiáng)的最大變化量。

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科目:初中物理 來源:《第13章 力和機(jī)械》2007年單元測試卷(解析版) 題型:解答題

“塔吊”是現(xiàn)在建筑工地上常見的起重設(shè)備,用“塔吊”可將重物方便地安放到工作
區(qū)內(nèi).如圖所示,現(xiàn)有“塔吊”,它有一個(gè)水平臂AD,水平臂AD可以分為AB和BD兩個(gè)部分,AB叫平衡臂,BD叫吊臂.A端裝有配重體,它重為5×104N,C處裝有可在水平臂BD上移動(dòng)的吊鉤,C移動(dòng)的范圍是從B點(diǎn)到D點(diǎn),已知:AB為10m,BD為50m,若“塔”身寬度和鐵架、吊鉤的重力不計(jì),請計(jì)算并回答下列問題:
(1)當(dāng)滑輪組在D點(diǎn)時(shí),計(jì)算該“塔吊”能吊起重物的物重為多少?
(2)若想用此“塔吊”吊起重2×104N的物體,那么,為安全起吊,C最遠(yuǎn)可以移到離B點(diǎn)多遠(yuǎn)的地方?

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