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建筑工地上,需要利用拖拉机和滑轮组(如图所示)将一个质量为1.2×103kg的物...

建筑工地上,需要利用拖拉机和滑轮组(如图所示)将一个质量为1.2×103kg的物体,拉到长100m,高60m的斜面顶端,拉动物体沿斜面匀速上升时拖拉机对绳的水平拉力为4.8×103N。(不计绳重及绳与滑轮间的摩擦)

1)求装置(滑轮组与斜面组合)的机械效率______

2)已知动滑轮重500N,求物体与斜面间的摩擦力______

3)若拖拉机质量为12t,最大输出功率为48kW,受到水平地面的阻力为车重的0.01倍,则其在匀速运动时的最大速度为多少______

 

75% 2.1×103N 8m/s 【解析】 (1)由图可知,滑轮组中有两段绳子通过动滑轮,即n=2将物体拉上斜面时,拖拉机移动的距离s=2L=2×100m=200m拉力做的总功W总=F拉s=4.8×103N×200m=9.6×105J对物体做的有用功W有=Gh=mgh=1.2×103kg×10N/kg×60m=7.2×105J所以拉动物体时的机械效率η=×100%=×100%=75% (2)根据W总=W有+W额可得额外功W额=W总-W有=9.6×105J-7.2×105J=2.4×105J 不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,克服动滑轮重和斜面摩擦所做的功是额外功,所以W额=fL+G动h 所以物体所受摩擦力f===2.1×103N (3)拖拉机做匀速直线运动,所以F牵=f拖拉机+F拉=0.01G拖拉机+F拉=0.01×12×103kg×10N/kg+4.8×103N=6000N拖拉机的最大输出功率为48kW,由P===F牵v可得,拖拉机在水平地面上匀速运动过程中的最大速度v===8m/s  
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如图所示,站在地面上的工人师傅利用滑轮组提升重为810N的物体,物体匀速上升的速度为0.1m/s,工人师傅的拉力F300N,物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做功为60J,不计绳重。求:

1)滑轮组的机械效率______

2)滑轮组中的动滑轮的重力______

3)若工人师傅的重力为650N,双脚与地面的接触面积为500cm2,此时(如图所示)他对地面的压强______

 

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工人用如图甲所示的滑轮组和箱子运送建材,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示。滑轮和钢绳的摩擦力及绳和箱子的重力忽略不计。求:(g10N/kg

1)动滑轮的重力是多少______

2)若某次运送建材的质量为50kg,此时的拉力是多少______

3)当滑轮组的机械效率为60%时,运送建材的重力是多大______

 

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小明用几个完全相同的滑轮,设计了如图所示的实验装置,当它下端挂一个20N的重物时,测得绳子自由端的拉力为8N。(不计绳重和摩擦)求:

1)若物体上升的距离为0.2m,绳子自由端移动的距离______

2)该装置的机械效率______

3)每个滑轮的重力______

 

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一位工人利用如图所示的滑轮组提升底面积为0.5m2的长方体物块。他某次匀速提升物块时,所用拉力为600N,已知滑轮组的机械效率为80%,拉力的功率为420W,不计绳重和摩擦,求:

1)物重为多少______

2)重物上升的速度为多少______

3)当拉力为300N时,物块对地面压强是多少______

 

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如图所示,水平地面上放有上下两部分均为柱形的薄壁容器重9N;上下两部分的横截面积之比为14,高度均为10 cm;容器中倒入1.6 kg酒精,深度为8 cm。(ρ酒精=0.8×103kg/m3 g10 N/kg)求:

(1)酒精对容器底面的压强;

(2)容器对水平地面的压强;

(3)往容器内加酒精,酒精的深度为多少时,酒精对容器底面的压力与容器对地面的压力相等。

 

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