试题分析:通过读题发现,该题有两种情况,一是用动滑轮A时,一是用动滑轮B时;我们分别对其两种情况进行受力分析可得:
将已知条件分别画出来,以加强对已知条件的印象,然后再看所求的问题。
(1)欲求浮力,由于物体的体积是已知的,且它们还都浸没于水中,
故由阿基米德原理可得:F
浮=ρ
水gV=1.0×10
3×10×4×10
-2N=400N;
(2)欲求F
1:F
2,根据它们的功率之比可求出,设重物上升的速度为v,
则拉力上升的速度都是2v,故P
1=F
1×2v,P
2=F
2×2v,
由已知条件
可得
,故
;
(3)欲求物体M的重力,因为已知条件中就剩下两个了,我们要想办法在这两个条件中做文章。
由于G
1-G
2=30N;…………………………①
又因为η
2-η
1=5%,
而滑轮组在忽略绳重与摩擦时,其机械效率η=
,
故当动滑轮为G
1时,η
1=
;当动滑轮为G
2时,η
2=
;
所以存在:
-
=5%;…………②
三个未知数,只有两个方程,还不行,再找一个关系式,
因为
,故根据平衡方程得:2F
1=G
M+G
1-F
浮,2F
2=G
M+G
2-F
浮;
则
………………③
对于③式,根据合比定理得:
,
将故G
1-G
2=30N代入得G
M-F
浮+G
2=450N,G
M-F
浮+G1=G
M-F
浮+G
2+30N=480N;将它们再代入到②中得:
-
=5%,故解之得G
M=760N。