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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1.2×103 kg的...

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1.2×103 kg的物体拉到长100 m、高60 m的斜面顶端,测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机对绳的水平拉力为4.8×103 N(不计绳重及绳与滑轮间的摩擦)

(1)在图中画出物体对斜面压力F的示意图;

(2)求对物体做的有用功,以及此时滑轮组与斜面组合的机械效率;

(3)若拖拉机质量为12 t,最大输出功率为48 kW,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?

 

(1)见解析;(2) 75%;(3) 8 m/s 【解析】 (1)物体对斜面的压力作用在斜面上,方向垂直斜面向下,压力F的示意图如答图所示: (2)已知物体质量和斜面的高度,对物体做的有用功:W有=Gh=mgh=1.2×103 kg×10 N/kg×60 m=7.2×105 J 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,拖拉机通过距离s=2L=2×100 m=200 m 拉力总功:W总=F拉s=4.8×103 N×200 m=9.6×105 J 所以拉动物体时的机械效率: η=×100%=×100%=75% (3)拖拉机做匀速直线运动,所以: F牵=f+F拉=0.01G拖拉机+F拉=0.01m拖拉机g+F拉=0.01×12×103 kg×10 N/kg+4.8×103 N=6×103 N 由P===F牵v,拖拉机的最大输出功率为48 kW, 拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度:v===8 m/s  
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考点分析:
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工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼,每次运送量不定。滑轮组的机械效率随重力不同的建材变化的图像如图乙所示,滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求:

1)若工人用200 N的拉力,将建材匀速竖直向上提升了6 m,工人所做功;

2)当所运送建材的重为400 N时,工人作用在绳子上的拉力;

3)当滑轮组的机械效率为80%时,所运送建材受到的重力。

 

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如图所示是某建筑工地上提升货物的一升降机示意图。升降机由电动机带动,升降机的货厢内所装货物的质量是1 t,货厢的质量是200 kg,在10 s内从楼房的2层上升到5层,如果每层楼高是3 m,不计钢丝绳和动滑轮的重力,不计摩擦,试求:

(1)在匀速提升中,钢丝绳上的拉力是多少?

(2)钢丝绳自由端拉力做的功是多少?

(3)若电动机的输出功率是22.5 kW,则升降机的机械效率是多少?

 

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有一足够宽的长方体薄木板,重为48 N,长为1.3 m,水平放在30 cm长的支架上,另有一个棱长为10 cm的正方体木块M,质量为600 g,放在木板上与A端平齐,如图甲所示。(g10 N/kg)

(1)求木块MA端静止时对木板的压强;

(2)1.2 N的水平拉力刚好匀速拉动木块M,当到达B处时木板刚好失去平衡。求:这个过程中拉力F做的功;

(3)如图乙所示,有一柱形容器放在水平面上。若在木板的C端用细线挂着木块M浸入水中,且使木板不发生翻转,那么容器底部受到水的压力至少增加多少?

 

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如图所示,甲正方体边长为0.1 m,乙的体积V2×103 m3,将甲、乙两物体分别用细线挂在杠杆AB两端(设杠杆的自重不计)OAOB12,甲对水平面的压强为零。若往容器中加入某液体使乙浸没在其中,甲对水平面的压强为6 000 PA,求:

(1)甲、乙两物体质量之比;

(2)液体的密度;

(3)物体乙受到的浮力。

 

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如图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔棒,其示意图如图乙所示.轻质杆杠的支点.距左端L1=0.5m,距右端L2=0.2m.在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A,右端挂边长为0.1m的正方体B,杠杆在水平位置平衡时,正方体B的质量为 7kg(g=10N/kg,不计杠杆与轴之间摩擦)

(1)求:绳子对B的拉力FB正方体B对地面的压力F正方体B对地面的压强pB

(2)若把B物体浸没在水中,通过计算说明这种情况下A物体是否能将物体B提起.(B始终浸没水中)

 

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