(6分)一质量为6kg的石块,沉在装水的容器底部,某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m,但石块没有露出水面,如图所示,已知绳的自由端拉力为25N,求石块在上升过程中:(1)

首页 > 考试 > 物理 > 初中物理 > 力的合成与应用/2022-03-02 / 加入收藏 / 65 阅读 [打印]
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◎ 题目

(6分)一质量为6kg的石块,沉在装水的容器底部,某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m,但石块没有露出水面,如图所示,已知绳的自由端拉力为25N,求石块在上升过程中:
(1)石块受到的浮力为多少?
(2)绳的自由端拉力做功为多少?
(3)动滑轮的机械效率为多少? (ρ=3×103kg/m3

◎ 答案

(1)20N,(2)50J (3)80%

◎ 解析

分析:(1)知道石块的质量和密度,利用密度公式求石块的体积,因为石块浸没在水中,所以排开水的体积等于石块体积,再利用阿基米德原理FgV求出石块受到的浮力;
(2)图中使用的是动滑轮,则s=2h,求出拉力移动的距离,又知道拉力大小,利用W=Fs求绳的自由端拉力做功;
(3)知道石块的质量,利用重力公式求石块的重,此时石块重等于石块受到的浮力加上动滑轮对石块的拉力,据此求出动滑轮对石块的拉力,可求利用动滑轮做的有用功,再利用效率公式求动滑轮的机械效率.
解答:解:(1)∵ρ=
∴石块的体积:
V==2×10-3m3
∵石块浸没水中,
∴V=V=2×10-3m3
石块受到的浮力:
FgV=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N;
(2)由图知,绳子自由端移动的距离:
s=2h=2×1m=2m,
绳的自由端拉力做功:
W=Fs=25N×2m=50J;
(3)石块重:
G=mg=6kg×10N/kg=60N
∵G=F+F
∴F=G-F=60N-20N=40N,
∴利用动滑轮做的有用功:
W=Fh=40N×1m=40J,
动滑轮的机械效率:
η==80%.
答:(1)石块受到的浮力为20N;(2)绳的自由端拉力做功为50J;(3)动滑轮的机械效率为80%.

◎ 知识点

    专家分析,试题“(6分)一质量为6kg的石块,沉在装水的容器底部,某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m,但石块没有露出水面,如图所示,已知绳的自由端拉力为25N,求石块在上升过程中:(1)…”主要考查了你对  【力的合成与应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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