(2013•北京一模)如图甲所示,通过滑轮组打捞河水里一个圆柱形重物A,打捞前重物A下表面受到水的压强是5×104Pa.
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解题思路:(1)由图读出物体在水中时和出水后拉力的功率,根据P=Fv求出拉力大小,根据机械效率公式η=

W

有用

W

列出等式,求出物体A的密度;

(2)设物体A的高度为h,打捞前A的下表面到水面的距离为H,求出物体上表面到液面的距离,根据v=[s/t]求出时间;

(3)根据机械效率公式η=

W

有用

W

列出第三次机械效率的等式,求出第一次和第三次机械效率的比值.

(1)设A物体在水下时A所受绳的拉力为T1,滑轮绳端拉力为F1,打捞出水面后A所受绳的拉力为T2,滑轮绳端拉力为F2

由图象知,物体出水前的拉力功率为P1=24W,出水后的功率P2=30W,绳子的移动速度v=3v=3×0.02m/s=0.06m/s,

∵P=Fv

∴出水前的拉力:F1=

P1

v绳=[24W/0.06m/s]=400N,

出水后的拉力:F2=

P2

v绳=[30W/0.06m/s]=500N,

出水前的机械效率:η1=

W有用

W总=

(GA−F浮A)h

F1×3h=

ρAgVA−ρ水gVA

3F1,

出水后的机械效率:η2=

W有用

W总=

GAh

F2×3h=

ρAgVA

3F2,

∵η1:η2=15:16

η1

η2=

ρAgVA−ρ水gVA

3F1

ρAgVA

3F2=

(ρA−ρ水)F2

点评:

本题考点: 滑轮(组)的机械效率;液体压强计算公式的应用.

考点点评: 本题是力学计算的压轴题,几乎包括了力学的各种计算.本题包括力的分析、平衡力、浮力、绳子的段数、功率、压力、液体压强、体积、速度、密度、重力、机械效率等,综合性很强,难度很大.

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