∴F-f=1/2（GB - F浮）------------②∵B物体始终浸没在水中，∴V排=V，∴F浮=ρ水gV------------③ 由①②③式可得：GB=0.7N； 3、用如图所示的滑轮组从15m深的水池中（水池面积很大，达几百平方米）提起底面积为200cm2，高2m的圆柱形实心物体，已知该物体的密度为2.5×103kg/m3，力F作用的绳子所能承受的最大拉力为350N，问： （1）该物体所受的重力为多少牛？ （2）物体浸没水中时匀速拉动绳子，绳子自由端的拉力多少牛？（不计摩擦及滑轮重） （3）物体以0.2m/s的速度匀速提起时，经多长时间绳子被拉断？（取g=10N/kg） [答案] （1）1000N；(2) 300N；（3）67.5s. [解析]（1）由题意知：圆柱体的底面积S=200cm2=2×10-2m2，高度h=2m，密度ρ=2.5×103kg/m3，g=10N/kg． 所以圆柱体的体积：V=Sh=2×10-2m2×2m=4×10-2m3．圆柱体的质量：m=ρV=2.5×）103kg/m3×4×10-2m3=100kg G=mg=100kg×10N/kg=1000N．（2）物体浸没在水中时，V排=V=4×10-2m3．此时受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m3=400N，由于是n=2的滑轮组吊着圆柱体，所以绳子自由端的力F=1/2T，其中T为圆柱体对动滑轮的拉力．由图可知，T=G-F浮=1000N-400N=600N，所以绳子自由端的拉力F=1/2T=1/2 ×600N=300N．（3）当绳子被拉断时，绳子受到的拉力F′=350N，动滑轮对圆柱体的拉力T′=2F′=700N，此时的浮力为：F浮′=G-T′=1000N-700N=300NV排′=F′浮/ρ水g =300N/1×103kg/m3× 10Nkg =0.03m3，物体浸入水中的长度h′为：h′=V排′/S =0.03m3/0.02m2 =1.5m．物体上升的高度为：L=H-h′=15m-1.5m=13.5m，圆柱体运动的时间：t=L/v =13.5m 0.2m/s =67.5s． 4、如图所示，AB是一杠杆，可绕支点O在竖直平面内转动，AO：OB=2：3，OD：DB=1：1，滑轮重为100N．当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，边长为0.2m的正方体M对水平地面的压强为7500Pa；当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，正方体M对水平地面的压强为15000Pa．（不计杠杆重、绳重和摩擦，图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向） 求：（1）正方体M的受到的重力；（2）拉力F的大小． 解答： 当F作用B点时，A点受拉力为F1．正方体M受拉力为f1，受重力为G，受支持力为F1×2k=F×3k F1=1.5F f1=3F﹣100N
2N 1=P1S=7500Pa×0.04m=300N N 1=G﹣（3F﹣100N） 200N=G﹣3F ① 当F作用D点时，A电受拉力为F2，正方体M受拉力为f2．受重力为G，受支持力为N2 F2×2k=F×1.5k F2=0.75F f2+100N=1.5F 2N2=P2S=15000Pa×0.04m=600N 600N+f2=G，500N=G﹣1.5F ② 由①②两式得 F=200N G=800N 答：（1）正方体M的受到的重力为800N； （2）拉力F的大小无为200N； 六、滑轮实验探究 1、某小组为了探究“使用动滑轮的省费力情况”，选择器材如下：动滑轮(重1.0N)、钩码若干(每个钩码重0.5N)、弹簧测力计，细绳等，装置如图。实验过程中，小明多次改变动滑轮所挂钩码的个数，分别记下每次所挂钩码的重力及对应的弹簧秤示数，并将所测得数据填写在表格中： (1)分析实验数据，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，可以得出弹簧秤的示数F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G0的关系式为 ; (2)在分析数据时，小聪建议利用图像来处理数据，并在图中利用描点法画出了G0、G、F与实验次数的图象，请你根据图像总结出小明探究的结论。
(3)小东认为直接分析表格中的数据也可以得出此结论，你认为用图像法分析数据有什么优点? 答案： (1) F=(G+G0)/2 (2)当G>Go时，物重越大，使用动滑轮省力越多。 当G 关。 （4）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，________额外功 （选填“增大”或“减小”）。 答案： （1）、高 （2）、0.4 72.7％ （3）增大（4）减小 斜面的知识内容整理 斜面的知识点 1、斜面的机械效率公式为：η＝W有／W总＝Gh／FS＝Gh／FL，要想提高斜面的机械效率，则应该： （1）减小物体在斜面上受到的摩擦力 （2）增大斜面的倾斜程度 2、在使用斜面时，重物与斜面之间的摩擦力是额外功的来源。 L 3、在右图中，设斜面的高为h，斜面的长度为L h 拉动物体的拉力为F，物体的重力为G，设物体与 斜面之间的摩擦力为f，则有公式为： W总＝W有用＋W额外＝Gh ＋ fL＝FL 4、当物体在拉力F作用下沿斜面匀速向上运动时，满足关系式： FL＝Gh ＋ f L ，即Gh=FL－ fL 可推导出：f＝（FL－Gh）÷L＝F－Gh÷L 5、机械效率越高的斜面，斜面的倾斜程度就越大，但不一定越省力，而且，斜面的倾斜程度越大，摩擦力不一定越大。 6、假设斜面是光滑的，也就是说不考虑摩擦力的作用，根据功的原理，可得出：FL＝Gh，即F＝G×（h／L），即斜面长是斜面高的几倍，所用的推力F就是物体重力G的几分之一。当然，这只是一种理想状态。 在光滑斜面上将重为G的物体拉上长为L的斜面顶端，在不计绳重和摩擦的情况下，由功的原理可知：使用任何机械都不能省功。把物体从斜面上拉上去和竖直拉上顶端，在效果上是一样的，即FL=Gh。 斜面题型 例1、如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端．已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（ D ） A、η=C、η=×100% B、η=×100% D、η=×100% ×100% 选D． 例2、粗糙斜面高度为h，长为L，用沿斜面向上的力把重为G的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做的功为W，则（BC） A．拉力大小为hG／L B．拉力大小为W／L C．物体所受摩擦力大小为（W－hG）／L D．物体所受摩擦力大小为（W－LG）／h 选B、C． 例3、一个斜面的高为h，长为l，该斜面的机械效率为η．现把重为G的物体沿斜面匀速向上移动，则物体受到的滑动摩擦力的大小为（ ） GhA、GhGh??G B、?G C、l?l?l?Gh D、Gh??Ghl 选D 例4、使重60牛的物体沿着长5米、高1米的斜面匀速向上运动，必须用沿斜面向上的32牛的拉力F才行，如图所示，则物体所受的摩擦力大小为（ ） A．12牛 C．32牛 选B． B．20牛 D．80牛 例5、将一重为120牛的物体沿长10米，高2米的斜面匀速向上拉至顶端，沿斜面向上的拉力为32牛，则物体所受的摩擦力为（ ） A．12牛 B．8牛 C．20牛 D．32牛 选B． 例6、如图所示，斜面长4m，高2m。质量为50kg的小明站在斜面顶端，用平行于斜面向上的75N的拉力将100N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端， g＝10N／kg，则： A．小明对物体做的总功为1300J B．斜面的机械效率是75% C．物体所受的摩擦阻力为75N D．物体所受的摩擦阻力为25N 选D 例7、如图所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力 做了100J的功．求： (1)运动过程中克服物体的重力做的功； (2)斜面的机械效率； (3)推力F的大小． 解：（1）W有用＝Gh＝100N×4m＝400J； （2）η＝W有用／W总×100%＝《400J／（400J+100J）》×100%＝80%；