Question

【題目】【2016·黔東南州卷】用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物體M，已知被提升的物體M質量為76kg，M的體積為3×10-3m3，在M物體未露出水面的過程中，繩子自由端的拉力F將物體M以0．5m/s的速度勻速提升了10m的高度，此過程中，拉力F做的功W隨時間t的變化圖象如圖乙所示，不計繩重和摩擦力大小。

求：（g=10N/kg）

（1）求物體M的重力？

（2）求動滑輪下端掛鉤上的繩子拉力？

（3）求滑輪組提升重物的機械效率？

Answer 1

【答案】（1）物體M的重力為760N。（2）動滑輪下端掛鉤上的繩子拉力為730N。

（3）滑輪組提升重物的機械效率為91．25﹪。

【解析】

（1）物體M的重力G物=mg=76kg×10N/kg=760N

（2）由于物體未露出水面，所以V排=V物

F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N

當物體在水里勻速上升時三力平衡，所以F繩=F物-F浮

則F繩=760N-30N=730N

（3）物體運動的時間

根據圖乙可知，此時繩自由端拉力F做的總功是8000J

W有用=F繩×h物=730N×10m=7300J

所以其機械效率：