八年级物理下册12.3机械效率浮力导学案（新版）新人教版

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1、《机械效率》专题四浮力与机械效率综合计算用滑轮把物体在水中提升（省力，s=nh，v绳=nv物）；若忽略绳重及摩擦功率；1．如图所示是用滑轮组从水中匀速提升物体的情景（注：物体一直浸没在水中）。已知物体重G1=400N，动滑轮重G动=50N，忽略绳重和摩擦，人对绳子拉力F=100N，求：（1）物体浸没在水中受到的浮力大小；（2）物体的密度大小；（3）滑轮组的机械效率。【答案】解：（1）由图可知，n=3，∵忽略绳重和摩擦，∴滑轮组对物体的拉力：F拉=2F﹣G轮=2×100N﹣50N=150N，∵G1=

2、F浮+F拉，∴F浮=G1﹣F拉=400N﹣150N=250N；（2）∵F浮=ρ水V排g，∴，物体的体积：V=V排=0.025m3，物体的密度：（3）滑轮组的机械效率：答：（1）物体浸没在水中受到浮力的大小为250N；（2）物体的密度为1.6×103kg/m3；（3）滑轮组的机械效率75%。【难易】中等【考点】阿基米德原理；滑轮（组）的机械效率【解析】（1）由图可知，承担物重的绳子股数n=2，忽略绳重和摩擦，利用求滑轮组对物体的拉力，而物体重等于物体受到的浮力加上拉力，据此求物体浸没在水中受到浮力的

3、大小；（2）知道物体重可求物体的质量，利用阿基米德原理求物体排开水的体积（物体的体积），再利用密度公式求物体的密度；（3）利用公式求滑轮组的机械效率。2．用如图所示的滑轮组匀速提升水中物体，当重物浸没在水中时，绳端拉力为250N，滑轮组的机械效率为80%。当重物离开水面时，绳端拉力为350N，忽略绳重和摩擦及水的阻力，求：（1）重物的密度；（2）动滑轮重力；（3）出水面后滑轮组的机械效率（保留两位有效数字）。【答案】解：【难易】较难【考点】阿基米德原理；滑轮（组）的机械效率【解析】（1）由图可知，

4、承担物重的绳子股数n=3，忽略绳重和摩擦，利用结合机械效率，即可求出动滑轮的重力；（2）结合F2求出物重，利用阿基米德原理求物体排开水的体积（物体的体积），再利用密度公式求物体的密度；（3）利用公式求滑轮组的机械效率。3．如图所示的滑轮组提升水中物体A，若物体的质量为140kg，体积60dm3，滑轮组的机械效率为80%（本题g取10N/kg，忽略绳重和摩擦，求：（1）物体A在水中被匀速提升时，拉力F是多大？（2）如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，而滑轮组绳索能承受到最大拉力为350N，当物体露出水

5、面体积多大时，绳子会断？【答案】解：由题意可知绳子股数是4，物体重力G物=mg=140kg×10N/kg=1400N，物体体积V物=60dm3=0.06m3（1）物体A浸没在水中，受到了水对他施加的竖直向上的浮力：F浮=ρ水V物g=1.0×103kg/m3×0.06m3×10N/kg=600N．此时机械效率：η=，由此公式可得：==250N（2）“滑轮组绳索能承受到最大拉力为350N”即此时拉力F′=350N设物体露出水面部分体积为V露，则有η=，滑轮组的机械效率不变，代入数字：80%=V露=3.

6、2×10﹣2m3答：物体A在水中被匀速提升时，拉力F是250N；如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，而滑轮组绳索能承受到最大拉力为350N，当物体露出水面体积为3.2×10﹣2m3。【难易】中等【考点】滑轮（组）的机械效率；浮力大小的计算【解析】（1）首先我们先来判断承担重物的绳子股数，很明显绳子股数是4，接着我们要思考，这4段绳子承担的是物重吗？物体A浸没在水中，必然要受到水对它的浮力，所以这4段绳子承担的是重力（包括动滑轮重、绳重及摩擦）和浮力的差值．这是解答本题的关键．然后根据滑轮组机械效率的

7、计算公式η=，推导得出得：，而F浮=ρ液V排g．（2）“滑轮组绳索能承受到最大拉力为350N”也就告诉了我们绳子的拉力按350N进行计算．同样，根据上面的公式即可求出F浮，继而求出V排，再用V物减去V排即为露出水面的体积。4．工人用滑轮组提升水中实心物体A，与动滑轮相连的各段绳子都竖直，已知物体A的体积为40dm3，物体A的质量为160kg，工人的质量为70kg，当工人竖直匀速拉动物体A上升2m的过程中（物体A未露出水面），如图所示，工人对水平地面的压力为200N，g取10N/kg，求此过程中滑轮

8、组的机械效率。【答案】解：（1）工人的重力：G人=m人g=70kg×10N/kg=700N，∵人对地面的压力：F压=G人﹣F，∴使用滑轮组绳子自由端的拉力：F=G人﹣F压=700N﹣200N=500N，由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，工人做的总功：W总=Fs=500N×6m=3000J；（2）物体A受到的重力：GA=mAg=160kg×10N/kg=1600N，物体A受到的浮力：F浮=ρ水V排g=ρ水VAg=1×103kg/m3×40×10﹣3m3