题目

物理小组同学在一次模拟打捞沉船的实验中，用三个滑轮（每个滑轮受到的重力均为0.6 N）和四个相同的浮筒B设计了如图所示装置。当浮筒B和表示沉船的物体A浸没在水中匀速上升时，测得绳子自由端的拉力为F，滑轮组的机械效率η1=80%。浮筒B和物体A完全出水后，绳子自由端的拉力为F2。已知F1=F2，四个相同的浮筒排出水后的总重是动滑轮重的倍，浮筒B排出水后产生的浮力是其自重的5倍，不计绳重、轴摩擦和水的阻力。求： （1）浮筒B和物体A完全出水后，滑轮组匀速提升重物A的机械效率η2； （2）物体A的密度ρA。

题型：计算题难度：偏难来源：北京模拟题

所属题型：计算题 试题难度系数：偏难

答案

解：物体A和浮筒浸没在水中时，受力情况如图甲所示；物体A和浮筒出水后，受力情况如图乙所示；动滑轮先、后两次受力情况如图丙所示；

（1）从图甲得：GA+GB= F拉1+ F浮，从图乙得：GA+GB=F拉2，从图丙得：2F1= F拉1+ GC， ∴2F1=GA+GB+ GC- F浮，从图丙得：2F2= F拉2+ GC， ∴2F2 =GA+GB+GC，  ， 8F浮 =5（GA+GB+GC）     ①，物体A和浮筒浸没在水中时η1= 80%，  ， F浮=GA+GB- 4GC      ②， ①、②两式联立解得： 3(GA +GB) =37GC， GA+ GB=GC =×0.6 N =7.4 N， GB=GC=×0.6 N =0.8 N， GA=7.4 N -0.8 N =6.6 N，  物体A和浮筒出水后， ； （2）F浮= GA +GB- 4GC = 6. 6 N +0. 8 N - 4×0. 6 N =5 N， F浮A= F浮- F浮B = F浮-5GB =5 N- 5 ×0. 8 N=l N，   ， ρA=×1×103 kg/m3 =6.6 ×103 kg/m3 。

考点梳理

初中二年级物理试题“物理小组同学在一次模拟打捞沉船的实验中，用三个滑轮（每个滑轮受”旨在考查同学们对 滑轮（组）的机械效率、 密度的计算、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。

• 滑轮（组）的机械效率
• 密度的计算

考点名称：滑轮（组）的机械效率

滑轮组的机械效率：

测量滑轮组的机械效率:

①器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组

②原理：

③步骤：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再按要求组装滑轮组，用弹簧测力计提起绳端匀速上升，测出作用于绳端的作用力F，确定重物和绳自由端的始、末位置，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s，再用公式求出滑轮组的机械效率η ;

④注意事项：一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升，二是要让绳端竖直上升。

提高滑轮组机械效率的方法:

1.影响滑轮组机械效率的因素

滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率：

若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为

讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高;而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。

2.提高滑轮组机械效率的方法

(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。