浮力、简单机械、压强、功率综合题

5．用如图20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 1；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20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

2－ 1=5%，械效率为 2。已知：G1－G2=30N，

P116

P ，M1、M2两物体的质量相等，体积V215

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； 甲

（3）物体M1受到的重力G。

图20解：（1）F浮=ρ水gV排

=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m3=400N （2）P=Fυ P1= F1υ绳=2 F1υ P2= F2υ绳 =2 F2υ

F1F=P1P=16

① 2215

（3）在匀速提升水中物体M1的过程中，以动滑轮A和物体M1为研究对

象，受力分析如图4甲所示；

在匀速提升水中物体M2的过程中，以动滑轮B和物体M2为研究对象，受力分析如图4乙所示。 由图4可知：

2F1+ F浮=G+G1 ② 2F2+ F浮=G+G2 ③ G1－G2=30N ④ 由②③④得：F1－F2=15N ⑤ 由①⑤解得：F1=240N F2=225N =

W有W

总

2- 1=5%

G F浮2F－G F浮

=5% 22F1

G 400NG 400N

2 225N－2 240N

=5%

G=760

乙

2F1

2F2

F浮 F浮

G1 G2 G G

甲 乙

图4