如图所示装置,物体B重为100N,它在水中匀速下沉时,通过滑轮组拉着重200N的物体A在水平面上匀速运动.当用一个水平向

如图所示装置,物体B重为100N,它在水中匀速下沉时,通过滑轮组拉着重200N的物体A在水平面上匀速运动.当用一个水平向左的力F1拉物体A,使物体B在水中匀速上升(物体B未露出水面)时,滑轮组的机械效率为η1;当物体B完全露出水面后,用另一个水平向左的力F2拉物体A,在4s内使物体B匀速上升0.4m,此时滑轮组的机械效率为η2.已知:物体B的密度ρB=5ρ,两次拉力F1:F2=9:10.若不计绳重、滑轮组装置的摩擦及水中的阻力,g取10N/kg.则水平面对物体A的摩擦力f为______,在物体B完全露出水面后,拉力F2的功率为______,η1与η2的比值为______.
zqhf1118 1年前 已收到1个回答 举报

ziling1979 幼苗

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解题思路:(1)已知物体排开水的体积,根据浮力公式可求物体B在水中受到的浮力;
对物体A进行受力分析,分别分析出当B在水中下沉和物体B在水中匀速上升时A的受力情况,再分析出当物体B浸没在水中时,动滑轮与物体B的受力情况和当物体B露出水面后,动滑轮与物体B的受力情况,根据以上分析进一步求出水平面对物体A的摩擦力f.
(2)已知物体上升的高度和时间,可求物体的速度;还知道动滑轮上绳子的段数,可求出拉力F移动的速度,根据公式P=FV求出拉力F的功率P.
(3)根据公式η=
W有用
W
=[Gh/FS]=[G/Fn]可求两次滑轮组的机械效率之比.

(1)∵B浸没在水中
∴FgVBg
GB
gρB=[100N/5]=20N;
∵B匀速下沉
∴B给A的拉力为[1/n](G+G)=[1/3](GB-F+G)=[1/3](80N+G
∵A匀速运动
∴f=[1/3](80N+G
∵F1拉A使B匀速上升
∴F1=[1/3](G-F+G)+f=[2/3](80N+G)=[160/3]N+[2/3]G
∵B完全露出水面
∴B给A的拉力为[1/n](G+G)=[1/3](GB+G)=[1/3](100N+G);
∵F2拉A使B匀速上升;
∴F2=[1/3](GB+G)+f=[1/3](100N+G)+[1/3](80N+G)=60N+[2/3]G
∵F1:F2=9:10;
∴G=10N;
∴f=[1/3](80N+G)=[1/3](80N+10N)=30N.
(2)∴F2=[1/3](GB+G)+f=[200/3]N;
∴P2=[FS/t]=

200
3N•nh
4s=

200
3N×3×0.4m
4s=20W.
(3)
η1
η2=

GB−F浮
GB−F浮+G动

GB
GB+G动=

100N−20N
100N−20N+10N

100N
100N+10N=[44/45].
故答案为:30N;20W;44:45.

点评:
本题考点: 二力平衡条件的应用;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.

考点点评: 本题考查摩擦力、浮力、动滑轮重力、功率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对物体进行受力分析.

1年前

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