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体重为510 N的人,站在水平地面上时对地面的压强为p1,如图所示,用滑轮组拉物...

体重为510 N的人,站在水平地面上时对地面的压强为p1,如图所示,用滑轮组拉物体A,使其沿水平方向做匀速运动,此时人对地面的压强为p2,压强变化了2 750 Pa。已知人一只脚的面积是200 cm2,滑轮组的机械效率为80%。求:

(1)绳子自由端受到的拉力大小;

(2)匀速拉物体时,人对地面的压力;

(3)动滑轮重及物体A与地面的摩擦力。

 

(1)110 N;(2) 400 N;(3)44 N 【解析】 (1)对人受力分析,人站在地面上静止时受两个力:重力G人和支持力N1 当拉动水平面上的物体时,受到三个力:重力G人、绳子拉力F、地面支持力N2,此时人站在水平地面上对地面的压力减小了,且减小的压力大小等于F,则Δp= 绳子自由端所受拉力为F=ΔpS=2 750 Pa×2×200×10-4 m2=110 N (2)匀速拉物体时,人对地面的压力F压=N2=G人-F=510 N-110 N=400 N (3)因为滑轮组中动滑轮是由两股绳子承重,s1=2s2 则由η=×100%=×100%=×100%得: 物体A与地面的摩擦力f=2ηF=2×80%×110 N=176 N 在不计绳重和摩擦的条件下,F=(G动+f) 动滑轮重G动=2F-f=2×110 N-176 N=44 N  
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考点分析:
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如图所示是某港口的起重设备,其中圆圈内为滑轮部分的简化结构。现用该起重机将重为3×105 N、与地面接触面积为40 m2的集装箱在4 s内匀速吊起3 m,钢丝绳自由端的拉力为1×105 N。忽略钢丝绳重及摩擦。求:

(1)集装箱对地面的压强是多少?

(2)该滑轮组机械效率是多少?

(3)若提升的集装箱的重力为 1×106 N时,该滑轮组的机械效率如何变化?请通过分析说明。

 

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如图所示装置中,水平面上的轻质薄壁柱形容器中没有水,轻质杠杆支点为O.当质量分别为200g1400g的不吸水的正方体AB通过轻质细线连接悬于D点、质量为400g的物体C悬于E点时,杠杆在水平位置平衡.已知AB的边长、连接AB的细线长以及B的下表面到容器底的距离均为10cm,柱形容器底面积为200cm2、高32cmOD两点间的距离为15cm.

1)求OE两点间的距离LOE

2)如果往容器中缓慢加水,同时调节C的位置使杠杆始终在水平位置平衡,求加水5kgB物体上表面的液体压强;

3)之后剪断A上方的细线,然后将AB轻轻放入水中,求静止后容器对水平面的压强.

 

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如图所示,将长为1.2 m的轻质木棒平放在水平立方体台面上,左右两端点分别为AB,它们距台面边缘处的距离均为0.3 m。在A端挂一个重为30 N的物体甲,在B端挂一个重为G的物体乙。

(1)若要使木棒右端下沉,B端挂的物体乙至少要大于多少N

(2)B端挂物体乙(乙不接触地面)后,木棒仍在水平台面上静止,则物体乙的重力G的取值范围为多少?

(3)B端挂重为100 N、底面积为20 cm2的物体乙(乙接触地面)后,木棒仍在水平台面上静止,求物体乙对地面的最大压强为多少?

 

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如图所示,质量不计、长1 m的轻杆OA被铰链和细绳AB水平固定在竖直墙壁上(使杆可以绕O点转动),细绳AB与水平轻杆之间的夹角θ30度。将一个底面积为400 cm2的物体P用轻质细线、圆环连接置于轻杆的左端,细绳AB能承受的最大拉力为8 N,铰链体积忽略不计(g10 N/kg)。试求:

(1)当圆环移动到OA的中点时,细绳AB的拉力为5 N,则物体的重力为多少N

(2)若物体P的体积为200 cm3,则物体P的密度为多少kg/m3

(3)若物体P和圆环一起从O点向右以0.1 m/s的速度匀速运动,则经过多少秒,细线刚好断裂。

 

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如图是农村曾用的舂米工具的结构简化示意图。杆AB可绕O点转动,脚踏B端可以使正方体石块升高,抬脚时石块会落下击打稻谷,若杠杆的A端连接着底面积为1×10-2 m2 体积为2×10-3 m3、密度为2.5×103 kg/m3的石块,摩擦和杠杆自重均忽略不计,g10 N/kg,试求:

(1)石块的重力G

(2)刚好把石块抬起时,脚对B端竖直向下施加力的大小;

(3)若脚对B端向下的压力为15 N,此时石块对地面的压强为多少?

 

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