Question

【题目】如图是小明用滑轮组提升水中物体A的示意图．当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，小明对绳子竖直向下的拉力为F，物体A在10s内匀速移动了1m．已知：物体A的体积为0.02m3 ， ：物体A的质量为100kg，拉力F的大小为450N．不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，g取10N/kg．求：
（1）物体A在水面下拉力F的功率；
（2）物体A在水面下滑轮组的机械效率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由图可知，滑轮组绳子段数：n=2，

绳子自由端移动距离：s=2h=2×1m=2m，

拉力做功：W总=Fs=450N×2m=900J，

拉力功率：P= = =90W

（2）解：物体所受重力：G=mg=100kg×10N/kg=1000N，

物体A完全在水面下，排开水的体积和自身的体积相等，

受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N；

有用功：W有=（G﹣F浮）h=（1000N﹣200N）×1m=800J，

滑轮组的机械效率：

η= ×100%= ×100%≈88.9%

【解析】（1）已知拉力，利用W=Fs计算出总功后．利用P= 计算功率；（2）物体A完全在水面下时，排开水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出受到的浮力；有用功：W有=（G﹣F浮）h，根据η= 求出滑轮组的机械效率．
【考点精析】解答此题的关键在于理解功率的计算与测量的相关知识，掌握功率的计算： P = W/tW 表示功，单位是焦（J）. t表示时间 ，单位是秒（s） P表示功率，单位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．