Question

如圖所示，重為100N的物體B，在足夠深的水中勻速下沉，通過滑輪組拉著重600N的物體A沿水平方向勻速運動，在4s內物體A移動了0.8米，已知B的密度是水的密度的5倍，動滑輪重12N，不計繩重及滑輪與繩之間的摩擦，g取10N/kg（ ）

A．對繩的拉力是20N
B．對繩的拉力的功率是16W
C．物體受摩擦力為148N
D．滑輪組的機械效率為90%

Answer 1

【答案】分析：由圖知，n=2，則s=2h．
A、由題知，B的密度是水的密度的5倍，知道物體B的重，物體B浸沒水中受到的浮力，由于物體勻速運動，G_B=F_浮+F_拉，據此可求對繩子的拉力；
B、由圖知，n=2，知道物體A移動距離，利用s_B=2s_A求繩子移動的距離，利用功的公式求對繩的拉力做功；
C、由于不計繩重及滑輪與繩之間的摩擦，利用F_拉=（f+G_輪）求摩擦力大小；
D、利用效率公式η===求滑輪組的效率．
解答：解：
A、由題知，ρ_B=5ρ_水，
物體B的重G_B=mg=ρ_BVg=5ρ_水Vg=100N，
物體B浸沒水中受到的浮力：
F_浮=ρ_水V_排g=ρ_水Vg=×100N=20N
∵物體勻速下降，
∴G_B=F_浮+F_拉，
∴F_拉=G_B-F_浮=100N-20N=80N，故A錯；
B、由圖知，n=2，物體A移動距離s_A=0.8m，則s_B=2s_A=2×0.8m=1.6m，
對繩的拉力做功：
W=F_拉s_B=80N×1.6m=128J，
P===32W，故B錯；
C、∵不計繩重及滑輪與繩之間的摩擦，
∴F_拉=（f+G_輪），
80N=（f+12N）
∴f=148N，故C正確；
D、η=====92.5%，故D錯．
故選C．
點評：本題雖是選擇題，實質是一綜合計算題，考查了使用滑輪組有用功、總功、機械效率的計算，功率的計算，浮力的計算，知道使用滑輪組的有用功為W_有用=fs_A、總功為W_總=F_拉s_B是本題的關鍵．