期末提高— 力学综合题目赏析1.如图所示，用滑轮组匀速提升在水中密度为3×103kg/m3 的物体 A 时，绳端所用的拉力为 300N，假设物体露出水面前后滑轮组的机械效率保持50％不变，则物体A 露出水面的体积为20dm3 时，绳端增加的拉力是多少牛？（绳重及摩擦不忽略，g 取 10N/kg ）解析：这道题是滑轮和浮力的综合题，这类题是做过的，只要把受力分析对了就没问题了，受力如图所示：解：全浸时：600N300NFn?拉拉总有FFFWW拉水拉浮FgVgVAAAFFG（如图）∴VA＝330dm水拉AgF∴GA＝ρA gVA＝900N 10 dm3浸入时：∵F’浮＝ρ水gV 排＝100N ∴F’拉＝GA－F’浮＝ 800N 400N800Nn?FFFFWW拉拉总有△F＝F’－ F＝100N 2.如图所示，用滑轮组提升水中的物体A ，若物体的质量为140kg，体积为 60dm3，滑轮组的机械效率为80%，取 g=10N/kg ，不计绳重及轮与轴的摩擦，求（1）物体 A 在水中被匀速提升时，拉力F 是多大？（2）如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体A 相连， 而连接滑轮组的绳子所能承受的最大拉力为 350N，当物体露出水的体积多大时绳子会断？G F 浮F 拉全浸入时G F’浮F’拉10dm3浸入时解析：（ 1）物体 A 在水中受到的浮力F 浮＝ρ 水 gV排＝600N G=mg=1400N 动滑轮上有四股绳子，提升时，绳子自由端移动距离是重物上升高度的4 倍，即 s=4h，因此在水中匀速提升时的机械效率4F4FGW浮浮总有用－＝FGhFhW解之4FGF浮－＝＝250N （2）设动滑轮重为G0，由匀速上升的力的平衡条件有F＝（ G0＋ G－ F 浮）/n 得 G0＝4F＋F 浮－G＝200N 当绳中拉力达最大值Fm=350N 时，设物体部分露出水面后浮力变为F 浮’，同理Fm=(G 0+G －F 浮’ )/n得 F 浮’＝ G0＋G－4Fm＝200N 由于浮‘浮＝F31F所以露出水面的体积为V32V ＝露＝40dm3 3. 如图所示， 滑轮组的机械效率为50％，当重为 G 的物体没有放入水中时（如图甲） ，在绳端用60N 的力 F1 可使物体匀速上升；当物体浸没在水中时（如图乙），在绳端用50N的力 F2 可使物体匀速上升。（g 取 10N ／kg，忽略绳重和摩擦）求：（ 1）在图乙所示时，物体受到的浮力。AF（2）物体的密度。解析：由甲图：甲总甲有WW＝13FGG＝3F1＝ 3×60N×0.5＝90N 甲总甲有WW＝hGGGh）动(＝动GNN9090＝50% G 动＝ 90N 由乙图： F2＝31 （G 动＋ F’）F’＝3F2－G 动＝3×50N －90N＝60N F 浮＝G－F’＝90N － 60N＝30N V 排＝V ＝gF水浮＝kgNmkgN/10/1013033＝ 3×10-3m3m＝gG=kgNN/1090＝9kg Vm＝331039mkg＝ 3×103kg/m3
