2024年中考物理力學(xué)壓軸必刷：含有滑輪組復(fù)雜裝置的浮力、機(jī)械效率綜合計(jì)算

06含有滑輪組復(fù)雜裝置的浮力、機(jī)械效率綜合計(jì)算

1.如圖是在岸邊打撈水中金屬塊的裝置示意圖，均勻?qū)嵭慕饘賶K的體積為5x10-3m3,質(zhì)量

33

為40kg。若水對(duì)金屬塊的阻力忽略不計(jì)，^K=1.0xl0kg/m,g取10N/kg,試解答下列問(wèn)

題：(不計(jì)繩重和摩擦)

(1)在金屬塊還未露出水面時(shí)，求金屬塊所受到的浮力；

⑵若人用200N的拉力使金屬塊在水中勻速上升3m后還未露出水面，求人的拉力所做的功；

⑶求金屬塊在水中勻速上升時(shí)滑輪組的機(jī)械效率。

1.(1)50N；(2)1200J：(3)87.5%

【解析】

⑴因?yàn)榻饘賶K浸沒(méi)水中，所以金屬塊排開(kāi)水的體積為

曝=%=5x10^3

金屬塊所受的浮力為

F浮=2水g降卜=IxlO3kg/m3x1ON/kgx5xl0-3m3=50N

(2)由圖知，使用的滑輪組〃=2,拉力端移動(dòng)距離為

s=2〃=2x3m=6m

人的拉力所做的功為

W=Fs=200Nx6m=1200J

⑶金屬塊重力為

G金=m金g=40kgx10N/kg=400N

金屬塊在水中勻速上升時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為

〃=%用=（G金―/）?=（G金-%）力=G金-F浮=400N-50N乂⑼％

=87.5%

-Fs~Fx2h~2F~2x200N°

【答案】(1)在金屬塊還未露出水面時(shí)，金屬塊所受到的浮力為50N；

⑵人的拉力所做的功為1200J；

⑶金屬塊在水中勻速上升時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為87.5%。

2.如圖甲所示是液壓汽車起重機(jī)從水中打撈重物的示意圖。A是動(dòng)滑輪，B是定滑輪，C

是卷?yè)P(yáng)機(jī)，D是油缸，E是柱塞。通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使鋼絲繩帶動(dòng)A上升，被打撈重物的體積

是HO.6m3,重力G物=2.4x1。4電若在打撈前起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)0=1.8、當(dāng)物

體在水中勻速上升時(shí)起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)為pj=2Ax107Pa,重物完全出水后勻速上升時(shí)起

重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)行2.6xlO,Pa。重物出水前滑輪組的機(jī)械效率為90%,重物出水前卷?yè)P(yáng)

機(jī)牽引力做的功隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示。吊臂、定滑輪、鋼絲繩的重以及輪與繩的摩

擦不計(jì)。@取10N/kg)求：

⑴重物出水前受到的浮力；

⑵動(dòng)滑輪的重力；

⑶重物出水前卷?yè)P(yáng)機(jī)的功率；

(4)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引力(可以寫分?jǐn)?shù))；

⑸重物出水前勻速上升的速度。

2.(1)6x1O3N；(2)2X103(X1；(3)104W；(4)-X104N(5)0.5m/s

3;

【解析】

解：(1)重物的浮力為

F諄=。水g1F=O水=103kg/m3x1ON/kgx0.6m3=6xlO3N

(2)吊臂、定滑輪、鋼絲繩的重力以及輪與繩的摩擦不計(jì)，動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力做的功為有

用功，克服動(dòng)滑輪重力做的功為額外功，則重物出水前滑輪組的機(jī)械效率為

G物一尸浮

n=

即

2.4X104N-6X103N

90%=---------7------------；---------x100%

2.4x10^-6x10^+^,,,

解得

G均=2x1CPN

(3)由圖乙可知，重物出水前卷?yè)P(yáng)機(jī)的功率為

「上=貯皿

t10s

(4)重物出水前，對(duì)重物受力分析得

對(duì)滑輪受力分析得

3%=G.+%

聯(lián)立解得

F條=-X104N

牽3

(5)由(3)得重物出水前卷?yè)P(yáng)機(jī)的功率為IO4*/,由

P=Fv

可得

尸=/耍=與x3v物

所以

P104W

=0.5m/s

3Fl

牽3X-X104N

3

【答案】(1)重物出水前受到的浮力為6x1()3N；

(2)動(dòng)滑輪的重力為2x

(3)重物出水前卷?yè)P(yáng)機(jī)的功率為lO4W；

2

(4)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引力(可以寫分?jǐn)?shù))為^xlO,N；

(5)重物出水前勻速上升的速度為0.5m/s。

3.如圖所示是打撈物體的模擬裝置.現(xiàn)電動(dòng)機(jī)鋼絲繩自由端以O(shè).5m/s的速度勻拉動(dòng)滑輪組,

經(jīng)過(guò)5min將體積為Sim，的物體由海底提升到海面。(不計(jì)物體的高度、繩重和摩擦，p#

=7.6x1O3kg/m3,p滲水取1.0x103kg/m3)求：

⑴物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力；

(2)物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)；

⑶已知?jiǎng)踊喌目傎|(zhì)量為00,物體勻速上升過(guò)程中，繩子自由端的拉力為6求該滑輪組

的機(jī)械效率。(用已知量的字母表示)

3.(D1000N；(2)3xiO5Pa；(3)1--

5F

【解析】

⑴物體浸沒(méi)在海水中時(shí)，排開(kāi)海水的體積

/#=1^=0.1m3

則物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力

F浮=p承/gl/掰=1.0x103kg/m3x10N/kgx0.1m3=1000N

(2)由圖知，〃=5,物體提升的速度

廿新=1片［x0.5m/s=0.1m/s

由題意可得，物體在海底時(shí)的深度

〃=v衫QO.1m/sx5x60s=30m

物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)

p=p海水gh=\.Ox103kg/m3x10N/kgx30m=3x105Pa

(3)設(shè)物體提升的高度為/7,繩子自由端移動(dòng)的距離為s則

W額夕產(chǎn)Goh=m()gh

IV有用=M/總-IV額外=Fs-m()gh

s=5h

機(jī)械效率為

%用二Fs-niogh,mogh1mogh,mog

Fs-FsFx5h~5F

【答案】(1)物體浸沒(méi)在海水中受到的浮力為1000N；

5

(2)物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)為3xlOPa；

⑶該滑輪組的機(jī)械效率為1-生逼。

5F

4.如圖所示，實(shí)心物體A浸沒(méi)在水面下，現(xiàn)利用電動(dòng)機(jī)通過(guò)滑輪組拉動(dòng)A,使A向上運(yùn)動(dòng)

。已知A的體積為Irv?,密度為1.2xitPkg/rr?.動(dòng)滑輪重為3義103N,電動(dòng)機(jī)工作時(shí)拉繩子

的功率為1.2義103W且保持不變，不計(jì)繩重、摩擦和水的阻力，求:

(DA的重力；

(2)A浸沒(méi)在水中受到的浮力；

(3)A向上運(yùn)動(dòng)的最大速度；

(4)A向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滑輪組機(jī)械效率的最大值。

4.(1)1.2X104N；(2)1X104N；(3)0.24m/s；(4)80%

【解析】

m

解：(1)由"二廠可得物體的質(zhì)量為

3333

mA=pAVA=1.2xl0kg/mxlm=1.2xl0kg

物體所受重力為

34

GA=mAg=1.2x10kgx1ON/kg=1.2x10N

(2)物體A浸沒(méi)在水中時(shí)排開(kāi)水的體積為

喉=%=Im?

由阿基米德原理可得物體A浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力為

『排=L0xlOakg/m，xlON/kgxlm3=lxlO4N

⑶當(dāng)物體A完全浸沒(méi)時(shí)繩子對(duì)其拉力最小，即電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力最小。已知滑輪組承重

的繩子段數(shù)為〃=3,則電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力為

344

F=^L5?±￡l=l(Ga-^+Gj==1(3xl0N-lxl0N+1.2xl0N)=^N

WPs

由尸=7=7=尸％可得，滑輪組繩子自由端最大速度為

p1.2X103W

=0.72m/s

F

則物體上升最大速度為

v繩1

宣=7繩=-x0.72m/s=0.24m/s

3

(4)當(dāng)物體A完全露出水面時(shí)繩子對(duì)物體A的拉力最大，物體A向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滑輪組的

有用功為

%=G*

滑輪組總功為

G,+G初

亞怠=Fs=」~④血=(G/+G動(dòng))〃

n

滑輪組機(jī)械效率最大值為

1.2X104N

xlOO%=8O%

1.2X104N+3X103N

【答案】(1)A的重力為IZxlO'N；

(2)A浸沒(méi)在水中受到的浮力為IxlO'N；

(3)A向上運(yùn)動(dòng)的最大速度0.24m/s；

(4)A向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滑輪組機(jī)械效率的最大值為80%。

5.如圖所示，有一體積為1rY?、密度為1.45xI()3kg/m3的物體置于水底，欲將其打撈上來(lái)，

現(xiàn)用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩自由端通過(guò)滑輪組使物體以0.1m/s的速度在水中勻速上升，經(jīng)過(guò)

3min的時(shí)間物體由水底提升到水面，在此過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率為90%(不計(jì)物體的高度、

繩重和摩擦，g取10N/kg,夕水=1.0xiC)3kg/m3),求：

⑴物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力；

⑵物體在水底時(shí)受到水的壓強(qiáng)；

⑶動(dòng)滑輪的重力；

(4)若物體離開(kāi)水中后勻速上升，且電動(dòng)機(jī)的輸出功率比物體在水中時(shí)增大了20%,此時(shí)鋼

絲繩自由端的速度.

45

5.(1)1x1ON；(2)1.8xlOPa；(3)500N；(5)0.12m/s

【解析】

⑴根據(jù)阿基米德原理可直接求得浮力。

⑵由速度公式先求水深，再根據(jù)液體壓強(qiáng)公式求得物體在水底受到的壓強(qiáng)。

⑶根據(jù)密度公式和G=mg,先求得物重，再根據(jù)〃=進(jìn)行推導(dǎo)，已知機(jī)械效率，由推導(dǎo)

公式求得動(dòng)滑輪重。

(4)根據(jù)功率的定義式進(jìn)行推導(dǎo)，得到尸=網(wǎng)，分別用推導(dǎo)公式表示出物體在水中和在空氣

中電動(dòng)機(jī)的輸出功率，再分別表示出繩子自由端的拉力、繩子自由端移動(dòng)的速度，根據(jù)題意，

得到物體在水中和空氣中電動(dòng)機(jī)的輸出功率之間的聯(lián)系，列出關(guān)系式代入物理量，進(jìn)而求得

鋼絲繩自由端的速度。

解：(1)由題意，根據(jù)阿基米德原理，則物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力

F諄==1.0x103kg/m3x1ON/kgxIm3=1x104N

(2)由題意，根據(jù)v=—,則水深

t

h=y物%=0.Im/sx3x60s=18m

根據(jù)液體壓強(qiáng)公式，物體在水底時(shí)受到水的壓強(qiáng)

p水=0水g/znl.OxlO'kg/n?xlON/kgxl8m=1.8xl()5pa

YYl

(3)由題意，根據(jù)。=彳和G=/g,則物體的重力

G物=利物g=。物g%=1.45x1O,kg/m3x1ON/kgxlm3=1.45xlO4N

不計(jì)繩重和摩擦，則物體由水底提升到水面，在此過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率

一”(G物嗎)〃(G物中”G物號(hào)

//--------------------------------------------------------------—

唯FsL(G物號(hào)+G動(dòng))皿G物氣+G動(dòng)

n

則動(dòng)滑輪重

44

Ga=(Gft-Fff)(1-1)=(1.45x10N-1x10N)x(需1)=500N

(4)由圖可知繩子股數(shù)

n=3

根據(jù)功率定義，則

由題意，物體在水中時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率

P=Fv繩

物體在水中時(shí)，繩子自由端的拉力

尸J(G物+G動(dòng)-牛)

物體在水中時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的速度

物體在空氣中時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率

尸'=尸％

物體在空氣中時(shí)，繩子自由端的拉力

?=:(G物+G動(dòng))

根據(jù)題意，則有

P'=(1+A/7)P

綜上，則

，(G物+G動(dòng))v繩=(1+△〃)〕■(G物+G動(dòng)-4f)"v物

nn

則此時(shí)鋼絲繩自由端的速度

(1+4〃)(6物+6動(dòng)-%)〃%

(1+20%)X(1.45X104N+500N-1X104N)X3<0.1m/s

=0.12m/s

1.45X104N+500N

【答案】(1)物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力為1x1O4N；

5

⑵物體在水底時(shí)受到水的壓強(qiáng)為1.8xWPa；

⑶動(dòng)滑輪的重力為500N；

(4)鋼絲繩自由端的速度為0.12m/s.

6.如圖甲所示是利用電動(dòng)機(jī)通過(guò)滑輪組打撈水中物體A的示意圖。某次打撈作業(yè)中，物體

A在不可伸長(zhǎng)的輕鋼絲繩作用下，從水底以0.1m/s的恒定速度豎直向上勻速提升至離開(kāi)水

面。電動(dòng)機(jī)的牽引功率尸隨打撈時(shí)間t的變化如圖乙所示。已知物體A的體積l/=0.8m3,

質(zhì)量/77=2t。不計(jì)繩重、滑輪軸摩擦及水的阻力，g取lONkg,求：

(1)浸沒(méi)時(shí)，物體A受到的浮力和拉力；

(2)浸沒(méi)時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率；

⑶動(dòng)滑輪重G動(dòng);

(4)當(dāng)物體A離開(kāi)水面后，電動(dòng)機(jī)的功率已。

6.(1)8000N,1.2X104N；(2)80%；(3)3000N；(4)2.3kW

【解析】

解：(1)物體A浸沒(méi)時(shí)受到的浮力為

F浮=O水g5F=0水g>=1-0x103kg/m3x1ON/kgx0.8m3=8000N

物體A的質(zhì)量為

m=2t=2000kg

物體A所受的重力

G=mg=2000kgx1ON/kg=2xlO4N

物體A受到的拉力為

44

F^=G-F9=2X10N-8000N=1.2X10N

(2)由圖乙可知，物體A浸沒(méi)水中，電動(dòng)機(jī)的功率較小，此時(shí)功率為1.5kW即1500W,由圖

知，拉著動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)為3,電動(dòng)機(jī)拉繩的速度為

v=3%=3x0.1m/s=0.3m/s

電動(dòng)機(jī)的牽引力為

4=1500W=5000N

華v0.3m/s

此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為

女心一。%

%、nF莓3x5000N

⑶不計(jì)繩重、滑輪軸摩擦及水的阻力，則動(dòng)滑輪重力為

G動(dòng)=3備-絡(luò)=3X5000N-1.2X104N=3000N

⑷物體離開(kāi)水面后，牽引力為

喝=g(G+G動(dòng))=gx(2xl04N+3000N)=空羅N

電動(dòng)機(jī)的牽引功率為

2300N

p2=F^v=^x0.3m/s=2300W=2.3kW

【答案】(1)浸沒(méi)時(shí)，物體A受到的浮力和拉力分別為8000N和1.2X104N；

⑵浸沒(méi)時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為80%；

⑶動(dòng)滑輪重為3000N；

(4)當(dāng)物體A離開(kāi)水面后，電動(dòng)機(jī)的功率為2.3kW。

7.如圖所示，用一個(gè)底面積S=0.05rr|2、高/?=0.2m的長(zhǎng)方體形狀的重物模擬"南海一號(hào)"，

該同學(xué)站在岸邊拉動(dòng)繩子自由端，使重物從水底開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，假定重物一直做豎直向上的

勻速直線運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)歷三個(gè)運(yùn)動(dòng)階段：第一階段，從重物在水中開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到重物的上表面剛

露出水面，繩對(duì)重物的拉力為尸尸140叱用時(shí)片40s；第二階段，從重物上表面剛露出水面

到其下表面剛離開(kāi)水面，用時(shí)6=4s；第三階段，從重物下表面離開(kāi)水面后在空中上升.(已

知?jiǎng)踊喫苤亓CF60N,p^=1.0x103kg/m3,于10N/g,不計(jì)繩重、輪與軸之間的摩擦

及水的阻力，不考慮重物出水前后質(zhì)量的變化)求：

(1)在第一階段運(yùn)動(dòng)中，水對(duì)重物的浮力尸??；

(2)在第一階段運(yùn)動(dòng)中，繩對(duì)重物做的功%

(3)滑輪組在第一階段運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械效率大和第三階段運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械效率(計(jì)算結(jié)果保

留一位小數(shù))

〃/4〃/

80%.

解：(1)在第一階段中重物排開(kāi)的水的體積

23

V9=V^=Sh=0.05mx0.2m=0.01m

水對(duì)重物的浮力

F諄=/^glFul.OxlO'^/m'xlON/AgxO.Olni5=100N

(2)在第二階段，從重物上表面剛露出水面到其下表面剛離開(kāi)水面，用時(shí)fe=4s,上升高度

為物體的高/?,物體上升的速度

h0.2m

v=—=--=0.05m/s

t24s

在第一階段中，重物上升的高度

hx=vtx=0.05m/sx40s=2m

繩對(duì)重物做的功

%=油=140Nx2m=280J

(3)第一階段，繩對(duì)重物的拉力Fz=140N,不計(jì)繩重、輪與軸之間的摩擦及水的阻力，機(jī)械

效率

Kh_F140N

nxl00%=70%

'%」（G+G輪）6E+G輪140N+60N

物重

G=邛+耳孚=140N+100N=240N

第三階段滑輪組的機(jī)械效率

%2_Gh二G240N

xl00%=80%

式一（G+G輪）"-G+G輪240N+60N

【答案】(1)在第一階段運(yùn)動(dòng)中，水對(duì)重物的浮力尸浮為100N；

(2)在第一階段運(yùn)動(dòng)中，繩對(duì)重物做的功⑻為28OJ；

⑶滑輪組在第一階段運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械效率中為70%,第三階段運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械效率如為80%。

8.如圖甲所示是利用電動(dòng)機(jī)和滑輪組(圖中未畫出)將實(shí)心圓柱體A從水庫(kù)底勻速豎直起吊

的裝置示意圖。鋼纜繩對(duì)A的拉力々隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，不計(jì)鋼纜繩重、鋼

纜繩與滑輪間的摩擦及水的阻力，g取10N/kg.求：

⑴長(zhǎng)方體A未露出水面時(shí)受到的浮力；

⑵長(zhǎng)方體A的體積；

⑶長(zhǎng)方體A完全離開(kāi)水面后，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩的拉力尸為8x1O3N,滑輪組的機(jī)械效率為75%,

則動(dòng)滑輪的重力為多少？

8.(1)1x104N；(2)1m3；(3)8><103N

【解析】

⑴從圖象中讀出物體A的重力和未露出水面時(shí)受到的拉力，然后根據(jù)稱重法可求出長(zhǎng)方體

A未露出水面時(shí)受到的浮力；

⑵根據(jù)/=。水8喉求出A浸沒(méi)在水中時(shí)排開(kāi)水的體積，即A的體積；

.%用GhG.

⑶先根據(jù)機(jī)械效率公式〃=——=方7=求出提升動(dòng)滑輪上繩子的股數(shù)，不計(jì)鋼纜繩重、

WaFnhnF

鋼纜繩與滑輪間的摩擦，再利用尸=J(G+G動(dòng))可求得動(dòng)滑輪的重力。

⑴根據(jù)圖乙可知，A未露出水面時(shí)所受的拉力片=1.4X1()4N,物體A的重力

G=^'=2.4X104N

則A未露出水面時(shí)受到的浮力

444

F濟(jì)=0-7^=2.4X10N-1.4X10N=1X10N

⑵由q=。水g塢E可得A排開(kāi)水的體積

F諄IxlO’N3

排一~p^g~1.0xl03kg/m3xl0N/kg-

因?yàn)锳浸沒(méi)在水中，所以A的體積

%=曝=10?

(3)A完全離開(kāi)水面后，滑輪組的機(jī)械效率為75%,此時(shí)電動(dòng)機(jī)對(duì)繩的拉力廠為8X1()3N,由

股用GhG

〃=瞪===七得，動(dòng)滑輪上繩子的股數(shù)

峰FnhnF

G2.4X104N)

n=----=------------=4

Fxr/8X103NX75%

由歹=1(G+G動(dòng))可得動(dòng)滑輪的重力

不計(jì)鋼纜繩重、鋼纜繩與滑輪間的摩擦，

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GgJ=4F-G=4x8xl0N-2.4xl0N=8xl0N

【答案】(1)長(zhǎng)方體A未露出水面時(shí)受到的浮力為lxlO，N；

(2)長(zhǎng)方體A的體積為1m3；

⑶動(dòng)滑輪的重力為8X1()3N。

【點(diǎn)睛】

本題為力學(xué)綜合題，考查了稱重法求浮力，阿基米德原理、滑輪組省力公式、機(jī)械效率公式

的應(yīng)用，關(guān)鍵是看懂圖像以及求出動(dòng)滑輪上繩子的股數(shù)。

9.如圖所示，支撐杠桿水平平衡的支架AOB隨物體M在水中能上下運(yùn)動(dòng)自動(dòng)升降，杠桿

始終保持水平平衡；輕質(zhì)杠桿/°A：/°B=2：5,某同學(xué)質(zhì)量為60kg；利用這個(gè)裝置將物體勻速

放入容器中，在M被浸沒(méi)在水里的過(guò)程中，用力片拉動(dòng)繩自由端勻速豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，該

同學(xué)對(duì)地面的壓強(qiáng)為獨(dú)立站在地面時(shí)對(duì)地壓強(qiáng)的一半；已知，物體M的體積是0.06rr|3,動(dòng)

滑輪的重力為60N。(桿的自重、繩的重力、滑輪與繩的摩擦及液體對(duì)物體的阻力不計(jì)，g=

10N/kg)求：

(1)物體M浸沒(méi)在水里受到的浮力；

⑵拉力Q的大小;

⑶物體M的密度；

(4)物體M完全露出水面時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率(百分號(hào)前面保留整數(shù))。

【解析】

解：(1)M被浸沒(méi)在水里，則

%=F=0.06m3

物體M浸沒(méi)在水里受到的浮力

冷=&g曝=1.0xl()3kg/m3x10N/kgx0.06m3=600N

(2)人的重力

G人=加入g=60kgxlON/kg=600N

人獨(dú)立站在地面時(shí)對(duì)地的壓力等于人的重力，用力々拉動(dòng)繩自由端勻速豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，

該同學(xué)對(duì)地面的壓強(qiáng)為獨(dú)立站在地面時(shí)對(duì)地壓強(qiáng)的一半，受力面積不變，由壓強(qiáng)公式可知，

此時(shí)壓力是人的重力的一半，則拉力也是人的重力的一半，即

G=；xG人=；x600N=300N

(3)已知￡=300N,G動(dòng)=60N,使用滑輪組時(shí)〃=2,繩的重力、滑輪與繩的摩擦，由滑輪

的特點(diǎn)和力的平衡可得，作用在8端的拉力

4=24-%=2x300N-60N=540N

由杠桿平衡條件可得4/OA=%/OB已知，OA：，OB=2：5,則作用在4端的拉力

用8540Nx5

=1350N

OA2

由力的平衡可得，物體M的重力

G=4孚+E=600N+1350N=1950N

物體M的質(zhì)量

G1950N

m=——=195kg

g10N/kg

物體M的密度

m_195kg

=3.25xl03kg/m3

F-0.06m3

(4)物體M完全露出水面時(shí)，根據(jù)杠桿的平衡條件可得反'/04=拓7(?，此時(shí)

“'=G=1950N,心/°B=2：5

則此時(shí)作用在6端的拉力

以=￥=些等=780N

"OB

6端拉力做的功為有用功，克服動(dòng)滑輪重力做的功為額外功，則滑輪組的機(jī)械效率

區(qū)X100%=——X100%=—^―780N

n==93%

4FB'II+G*7V+G動(dòng)780N+60N

【答案】(1)物體M浸沒(méi)在水里受到的浮力600N；

(2)拉力廠/的大小300N；

(3)物體M的密度為3.25xl03kg/m3；

(4)滑輪組的機(jī)械效率為93%。

10.如圖1所示，某人用滑輪組從水池底勻速提起實(shí)心正方體物體A(物體底部與池底不密

合)。物體A從離開(kāi)池底到剛要露出水面經(jīng)歷的時(shí)間為15s,提升的高度為3mo當(dāng)人作用

在繩端豎直向下的拉力為片時(shí)，物體A受到池底的支持力為FN；當(dāng)物體A剛剛離開(kāi)池底到

剛好要露出水面前始終以某一速度勻速上升時(shí)，人作用在繩端豎直向下的拉力為F2,此時(shí)

人拉力做功的功率為160W。已知：物體A的密度為p=2.5xI()3kg/m3,體積為1A0.04m3,

水的密度為p/=1.0xicPkg/rr?,Ft：/5=2：5.不計(jì)摩擦和繩重及水的阻力，g='\0N