Question

【題目】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l0m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）760N；（2）730N；（3）91．25%

【解析】

試題分析：（1）物體M的重力為G物=mg=76kg×10N/kg=760N；（2）由于物體未露出水面，V排=V物，F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1．0×103kg/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=G物-F浮，所以F繩=760N-30N=730N；（3）物體運動的時間t=s/v=10m/0．5m/s=20s，根據圖乙可知，此時繩自由端拉力F做的總功是8000J，W有=F繩×h物=730N×10m=7300J，所以其機械效率：η=W有/W總=7300J/8000J=91．25%。