(2013•石景山区二模)工作人员用如图所示装置打捞水中的物体.第一次提体积VA=6×10-3m3的物体A在水中匀速上升

(2013•石景山区二模)工作人员用如图所示装置打捞水中的物体.第一次提体积VA=6×10-3m3的物体A在水中匀速上升的过程中(A未露出水面),人对绳子竖直向下的拉力为F1,人拉力的功率为P1,绳端的速度为v1,机械效率为η1;第二次提重为GB=150N的物体B在水中匀速上升的过程中(B未露出水面),人对绳子竖直向下的拉力为F2,人拉力的功率为P2,绳端的速度为v2,机械效率为η2.已知:功率P1:P2=2:1,η1:η2=3:2,物体A、B的体积VA:VB=1:2,重力GA:GB=4:5,四个滑轮质量相等,忽略绳重、绳与滑轮间摩擦及液体对物体的阻力(g取10N/kg).求:
(1)物体B所受的浮力F
(2)动滑轮的重G
(3)速度v1、v2的比值.
小想卷_nn 1年前 已收到1个回答 举报

sherylkong 春芽

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解题思路:(1)根据物体A、B的体积之比求出VB,然后根据阿基米德原理求物体B所受的浮力F
(2)首先根据GA:GB的比值和GB的值求出GA,然后根据根据η=
W
W
=
W
W+W
=
(G−F)h
(G−F)h+4Gh
=
G−F
G−F+4G
列出等式,解之即可;
(3)根据物体和动滑轮的重力求出两次提升物体时的人对绳子竖直向下的拉力,最后根据公式P=Fv和P1:P2的值列出等式,解之即可.

(1)已知:VA=6×10-3m3,VA:VB=1:2,
则VB=2×6×10-3m3=0.012m3
根据阿基米德原理可知:
物体B在水中所受的浮力F浮BgVB=1×103kg/m3×10N/kg×0.012m3=120N;
(2)已知:GB=150N,GA:GB=4:5,
则GA=[4/5]GB=[4/5]×150N=120N;
物体A在水中所受的浮力F浮AgVA=1×103kg/m3×10N/kg×6×10-3m3=60N;
分析滑轮组的装置可知:因动滑轮M是3股绳子承担,所以动滑轮M和提升物体升高h时,动滑轮E上升的高度为3h,
∵忽略绳重、绳与滑轮间摩擦及液体对物体的阻力时,
滑轮组的额外功就是因提升动滑轮M和E而产生的;
即W=Gh+G3h=4Gh
∴根据η=
W有
W总=
W有
W有+W额=
(G−F浮)h
(G−F浮)h+4G动h=
G−F浮
G−F浮+4G动得:
η1=
GA−F浮A
GA−F浮A+4G动,η2=
GB−F浮B
GB−F浮B+4G动
∵η1:η2=3:2

GA−F浮A
GA−F浮A+4G动:
GB−F浮B
GB−F浮B+4G动=3:2,
即:
120N−60N
120N−60N+4G动:
150N−120N
150N−120N+4G动=3:2,
解得:G=15N.
(3)提升物体时,动滑轮E受力分析:
重力、滑轮组CM对动滑轮E的向下拉力F′=

点评:
本题考点: 浮力大小的计算;速度的计算;滑轮(组)的机械效率.

考点点评: 本题考查浮力、功率的计算,关键是对滑轮组的分析和公式η=W有W总变形的灵活运用,难点是提升物体时对动滑轮M和E的受力分析,充分利用已知量列出等式.

1年前

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