Question

運用知識解決問題：
（1）當汽車剎車前，乘客和汽車是

運動的

，當汽車剎車時，汽車由于

受力

很快停下來，而乘客由于

慣性

還要保持原來的運動狀態(tài)，會向

前

傾倒，容易發(fā)生危險．
在汽車上畫出剎車時的受力示意圖．
（2）一種混合液的密度為ρ，是由密度分別為ρ₁、ρ₂的甲、乙兩種液體混合而成．則甲、乙兩種液體的體積之比為

（ρ₂-ρ）/（ρ-ρ₁）

（3）一根繩子只能承受300N的力，要用它勻速提起700N的物體．幾種滑輪組如圖2（每個動滑輪重20N、繩子的重量和摩擦不計），要求：使用滑輪個數(shù)最少，站在地面上用力．
①通過計算選擇使用滑輪組并在圖中畫出滑輪組的繞線；
②算出此時所用拉力大小和滑輪組的機械效率．
③當使用同一個滑輪組提起一個400N的重物時，滑輪組的機械效率是多大？分析總結(jié)同一個滑輪組的機械效率與所提物重的關(guān)系是怎樣的．

Answer 1

分析：物體都有保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，叫慣性，而力可以改變物體的運動狀態(tài)．汽車由運動變?yōu)殪o止肯定是受到了力的作用．而乘客前傾是由于慣性．
先分析汽車受力情況然后畫出受力示意圖．
根據(jù)密謀公式列出等式，整理可算出體積之比．
先根據(jù)滑輪組中動滑輪和物體重跟繩子拉力之間的關(guān)系，算出繩子的股數(shù)，然后畫出圖．
算出繩子的股數(shù)．根據(jù)滑輪組中動滑輪和物體重跟繩子拉力之間的關(guān)系，可算出此時所用拉力大�。�根據(jù)機械效率公式可算出滑輪組的機械效率．
同一個滑輪組的機械效率與所提物重的關(guān)系是怎樣的．要從額外功一定，有用功越多，效率越高入手．

解答：解：（1）由前面分析可知：當汽車剎車前，乘客和汽車是運動的，當汽車剎車時，汽車由于受到摩擦阻力的作用，很快停下來，而乘客由于慣性還要保持原來的運動狀態(tài)，會向前傾．
剎車時的受力示意圖：

（2）由公式ρ=

m

v

得：ρ=

ρ1v1+ρ2v2

v1+v2

整理得：

v1

v2

=

ρ2-ρ

ρ-ρ1

．
（3）①假設(shè)用一個動滑輪，根據(jù)F=

G物+G動

n

即：300N=

700N+20N

n

．所以n=2.4故n=3   
繞線如圖：
②F_實=

G物+G動

n

=

700N+20N

3

=240N．
假設(shè)物體提高了h米．η=

W有用

W總

=

G物h

F實×nh

=

700N

3×240N

=97.2%
③當使用同一個滑輪組提起一個400N的重物時，假設(shè)物體提高了h米．
η=

W有用

W總

=

G物′h

G物′h+G動h

=

400N

400N+20N

=95%． 
分析：同一個滑輪組的機械效率高低與所提物重大小有關(guān)．若將物重不同的物體提高一個相同的高度，所做有用功是不一樣的，物重越大做的有用功越多，但所做額外功相同．所以物重越重滑輪組的機械效率越高．
答：（1）運動的、受力、慣性、前．
（2）（ρ₂-ρ）/（ρ-ρ₁）
（3）①如圖，②算出此時所用拉力大小和滑輪組的機械效率分別是240N、97.2%．
③當使用同一個滑輪組提起一個400N的重物時，機械效率是95%．

點評：本題涉及的知識點也比較多，有慣性、密度、滑輪組、難度都不是很大，但要注意一點就是同一個滑輪組的機械效率不是不變的，它隨所提物重的變化而變化，且物重越重，效率越高．