用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M1，动滑轮A所受重力为G1，物体M1完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1，拉力F1做功的功率为P1，滑-00教育-零零教育信息网

用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M1，动滑轮A所受重力为G1，物体M1完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1，拉力F1做功的功率为P1，滑

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

◎ 题目

用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M₁，动滑轮A所受重力为G₁，物体M₁完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F₁，拉力F₁做功的功率为P₁，滑轮组的机械效率为

；为了提高滑轮组的机械效率，用所受重力为G₂的动滑轮B替换动滑轮A，如图乙所示，用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M₂，物体M₂完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F₂，拉力F₂做功的功率为P₂，滑轮组的机械效率为

。已知：G₁－G₂=30N，

－

=5%，

，M₁、M₂两物体的质量相等，体积V均为4×10^-2m³，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。

求：（1）物体M₁受到的浮力F_浮；
（2）拉力F₁与F₂之比；
（3）物体M₁受到的重力G。

◎ 答案

（1）400N；（2）16：15；（3）760N。

◎ 解析

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=1.0×10³×10×4×10^－2N=400N；
（2）欲求F₁：F₂，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P₁＝F₁×2v，P₂＝F₂×2v，
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G₁－G₂＝30N；…………………………①
又因为η₂－η₁＝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G₁时，η₁=

；当动滑轮为G₂时，η₂=

；
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：2F₁＝G_M＋G₁－F_浮，2F₂＝G_M＋G₂－F_浮；
则

………………③
对于③式，根据合比定理得：

，
将故G₁－G₂＝30N代入得G_M－F_浮+G₂=450N，G_M－F_浮+G1=G_M－F_浮+G₂+30N=480N；将它们再代入到②中得：

－

＝5%，故解之得G_M=760N。

◎ 知识点

专家分析，试题“用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M1，动滑轮A所受重力为G1，物体M1完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1，拉力F1做功的功率为P1，滑…”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。