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用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M,已知被提升的物体M质量为76kg,M的体积为3×10-3m3,在M物体未露出水面的过程中,绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度,此过

题目详情
用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M,已知被提升的物体M质量为76kg,M的体积为3×10-3m3,在M物体未露出水面的过程中,绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度,此过程中,拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示,不计绳重和摩擦力大小.求:(g=10N/kg)
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(1)求物体M的重力?
(2)求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力?
(3)求滑轮组提升重物的机械效率?
▼优质解答
答案和解析

(1)物体M的重力:G=mg=76kg×10N/kg=760N;
(2)物体M浸没在水中,则V=V=3×10-3m3
物体M受到的浮力:FgV=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N,
则动滑轮下端挂钩上的绳子拉力:F=G-F=760N-30N=730N;
(3)由于物体未露出水面,物体受浮力作用,则滑轮组提升重物所做的有用功:
W=(G-F)h=730N×10m=7300J;
货物以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度,
由v=
s
t
可知,运动的时间:t=
s
v
=
10m
0.5m/s
=20s,
由图乙可知,此时拉力做的总功是8000J,
所以滑轮组提升重物的机械效率:
η=
W
W
×100%=
7300J
8000J
×100%=91.25%;
答:(1)物体M的重力为760N;
(2)动滑轮下端挂钩上的绳子拉力为730N;
(3)滑轮组提升重物的机械效率为91.25%.
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