问题详情:
逸灵同学用滑轮组提升重物。每个滑轮等重,不计绳重、摩擦和液体的阻力。对下列分析计算不正确的是( )
A.物体A的质量为50kg,则物体A的重力是500N
B.如图*所示,她对绳子自由端的拉力为150N时,地面对质量为50kg物体A的支持力是100N,则一个动滑轮的重力为50N
C.她利用如图乙所示的滑轮组将物体A在空中匀速提升了2m,则她做的功是1100J
D.她用图乙所示的滑轮组,将密度为1.5×103kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中,拉力F随时间t变化的图像如图*所示。已知F2与F1之差为50N,在空气中提升B时滑轮组的机械效率为 75%。则液体密度是1×103kg/m3
【回答】
C
【分析】
【详解】
A.物体A的重力
G=mg=50kg×10N/kg=500N
故A正确,不符合题意;
B.如图*,由题意可知,逸灵同学没有把重物A提起来,对A进行受力分析如下图1,由力的平衡条件可得
G=F拉+F支
滑轮组对A的拉力
F拉=G−F支=500N−100N=400N
根据力的作用是相互的,A对滑轮组的拉力等于滑轮组对A的拉力,由图*可知,n=3,对*滑轮组的动滑轮进行受力分析,如图2所示,由力的平衡条件可得
3F=F拉+G动
所以动滑轮的重力
G动=3F−F拉=3×150N−400N=50N
故B正确,不符合题意;
C.为了提起物体A,他增加了滑轮个数,组装了如图乙所示的滑轮组,对乙图的动滑轮和A物体进行受力分析,如图3∶
此时绳端的拉力
F′=(G+2G动)= (500N+2×50N)=150N
由图乙可知,n′=4,绳子移动的距离
s=4h=4×2m=8m
则她做的功是
W=F′s=150N×8m=1200J
故C错误,符合题意;
D.不计绳重、摩擦,在空气中提升B时滑轮组的机械效率
η==75%
代入数据可得:解得GB=300N;已知B的密度,由ρ=可得,B的体积
VB==0.02m3
在空气中,绳端的拉力
F2= (GB+2G动)= (300N+2×50N)=100N
已知
F2−F1=50N
则在水中绳端的拉力
F1=F2−50N=100N−50N=50N
B物体浸没在水中时,以B物体和2个动滑轮为研究对象,其受力情况如图4,由力的平衡条件可得
4F1+F浮B=GB+2G动
则B在水中受到的浮力
F浮B=GB+2G动−4F1=300N+2×50N−4×50N=200N
由F浮B=ρ液gV可得,液体的密度
ρ液=1×103kg/m3
故D正确,不符合题意。
故选C。
知识点:重力
题型:选择题