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如图是工人提升物体的装置示意图,其中AB是一个不计重力、可以绕O点转动的杠杆,且...

如图是工人提升物体的装置示意图,其中AB是一个不计重力、可以绕O点转动的杠杆,且AO:OB=2:5,杠杆B端系有重为1056N物体D,杠杆A端固定着滑轮组。质量为60kg的工人站在水平地面上,他对地面的压强p0=1.2×104Pa。当他利用该装置匀速提升重物M时,物体D受到的支持力为N1,工人对地面的压强p1=0.8×104Pa,此时滑轮组的机械效率η=90%;当工人利用该装置匀速提升重物N时,物体D受到的支持力为N2,工人竖直向下的拉力为F2;已知N1: N2=5: 2,每个滑轮质量都相等,绳重及滑轮与轴的摩擦不计,g取10N/kg。求:

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(1)提升重物M时工人竖直向下的拉力F1

(2)提升重物N以0.5m/s的速度匀速上升时工人拉力的功率P。

 

(1)200N(2)600w 【解析】 试题分析:利用人对地面产生的压强的变化,根据人的受力情况首先求出当提升物体M时人对滑轮组的拉力;当提升物体M时,分别以物体M、动滑轮、A端定滑轮、杠杆、配重D为研究对象进行受力分析,根据滑轮组的机械效率先求出物体M的重力和动滑轮的重力;然后根据力的平衡和杠杆的平衡条件列出等式,求得物体D受到的支持力为N1;得出N1后根据已知N1:N2=5:2,求出N2,分析出当提升物体N时物体N、动滑轮、A端定滑轮、杠杆、配重D受力情况,再对以上物体根据力的平衡和杠杆的平衡条件逐步求出人得拉力F2、最后即可求功率P。 当人站在地面上时受力分析如图1: 当提起物体M时各物体受力分析如图2: 当提起物体N时各物体受力分析如图3: (1)由图可知:G人=p0S人      ① G人=F人1+p1S人              ② 由①②式得:  F1=200N (2)提升重物M时,GM+G轮=2F1=400N η=  =   GM=360N    G轮=40N FA1=3F1+ G轮=640N FA1×L1= FB1×L2 FA1×L1=(GD N1)×L2 N1= GD  FA1=1056N 640N=800N N2=800N=320N FA2×L1=(GD N2)×L2 FA2=(GD N2)=×(1056N 320N)=1840N FA2=3F2+G轮 F2= (FA2  G轮)/3=600N 工人提升重物N以0.5m/s的速度匀速上升时的功率为P, P= F22v=600N×2×0.5m/s=600W 考点:力学综合
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如图20所示是水库大坝闸门开闭装置示意图,设闸门为高5m,底面积0.6m2的长方体,用密度为8´103kg/m3的合金材料制成。某时刻,闸门浸入水中深度为4m,且不触底,闸门顶端挂在与电动机相连的动滑轮下处于静止状态,(钢缆和滑轮的重力、轮与轴间的摩擦、闸门与固定滑轨的摩擦、水库水位的变化均不计,g取10N/kg)

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求:(1)闸门所受的重力。

(2)闸门底部受到水的压强。

(3)浸入水中深度为4 m时电动机对钢缆的拉力为F1,当闸门由上述位置以0.2m/s的速度在水中匀速上升5s时,电动机对钢缆拉力为F2,计算F1与F2的比值。

 

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如图所示,小林在厚底透明圆柱形塑料小筒中央固定了一根木棍,又找来刻度尺、装有水的水槽和若干个完全相同的大螺丝帽。他用以上实验器材,设计实验证明 “当液体密度一定时,在液体内部随着深度的增加,压强的增加量ΔP与液体深度的增加量Δh成正比。即:ΔP=kΔh(k为常量)”。请写出实验步骤,画出实验数据记录表。

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如图所示,用拉力传感器(传感器与计算机相连可显示力的大小,计算机与连线未画出)水平拉动水平面上的木块,就可以显示出拉力的大小。为研究滑动摩擦力f与接触面受到的压力F大小的关系,在重为19N的木块上依次添加2N重的砝码,分别用水平拉力F使木块做匀速直线运动,记录拉力传感器的示数,实验测量数据如下表所示:

木块对水平面压力F/N

19

21

23

25

27

29

拉力传感器的示数F/N

7.6

8.4

9.2

10.0

10.8

11.6

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根据数据,得出滑动摩擦力f的大小与接触面受到压力F大小的关系式:________       

 

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小红用一个动滑轮、弹簧测力计和钩码组装成图所示的装置研究以下问题:

(1)使用动滑轮能否省功?

(2)动滑轮的机械效率与什么因素有关?

实验得到下表中的数据:

钩码

重/N

钩码上升的距离/m

弹簧测力计的示数/N

弹簧测力计

移动距离/m

W有用功/J

W/J

机械效率η / %

1

0.10

0.6

0.20

0.10

0.12

83.33

2

0.15

1.1

0.30

0.30

0.33

90.91

3

0.20

1.6

0.40

0.60

0.64

 

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(1)提升3N钩码时的机械效率是            

(2)分析3次实验的数据可初步得出的结论是:使用动滑轮              

(3)既然有如上结论,为什么还要使用动滑轮,请引用表中数据举例说明:                 

(4)分析实验数据还可初步得出有关动滑轮机械效率的结论是:                                 

 

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