(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组.
(2)在向上提升箱子的过程中,人对绳子的拉力为多大? (3)在向上提升箱子的过程中,滑轮组的机械效率为多少?
答案:解:(1)滑轮组绕线如图所示 (2)人对绳子的拉力
F??1(G箱?G动) 21(500N?8kg?10N/kg)?290N 2(3)提升过程的有用功W有=Gh 总功W总=Fs=F·2h 机械效率??W有W总?100%
?(答??Gh500N?5m?100%??100%?86.2% Fs290N?10mGh500N?1?100%??100%?86.2%,同样给分) Fs290N?213.(2010苏州)(8分)如图所示,斜面长S=10m,高h=4m.用
沿斜面方向的推力F,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B.运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功.求: (1)运动过程中克服物体的重力做的功; (2)斜面的机械效率; (3)推力F的大小.
答案:(1)400J (2)80% (3)50N 14.(2010湛江)湛江港一装卸工人用如图1l所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg的货物,所用的拉力F为500N,绳子自由端在50s内被匀速拉下4m,求:(g取10N/kg)(1)提升前货物静止在地面上,与地面的接触面积为0.04m2,求货物对地面的压强.(2)提升时绳子自由端的速度.(3)拉力F的功率.(4)此滑轮组的机械效率.
答案:(1)货物对地面的压强P=F/S=mg/S=80kg×10N/kg/0.04m2=2×104Pa. (2)提升时绳子自由端的速度v=s/t=4m/50s=0.08m/s. (3)拉力F的功率P=Fv=500N×0.08m/s=40W
(4)此滑轮组的机械效率η=W有用/W总=mg/2F=80kg×10N/kg/2×500N=80%
15. (2010宜宾)(12分)2009年秋季以来,我国西南部分地区遭遇严重旱灾,不少地方
不得不靠打深井取水。如图11所示,小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水,若水桶的材料密度为8g/cm3,水桶质量为4Kg,水桶容积为20L。当盛满水的桶从水中慢慢提升(桶始终未出水面)时,小明对绳的拉力为F=25N。不计绳子重量和摩擦,水的密度是1.0×103 Kg/m3,g取10N/Kg.试求: (1)动滑轮有多重?
(2)水桶露出水面前,滑轮组的机械效率有多大?
(3)水桶被提离井中水面后,以0.2m/s的速度匀速竖直上升,小明对绳子自由端拉力的功率多大? 答案:(略)
16.(10·茂名)(8分)用如图所示的滑轮组去拉物体A,已知A物质的密度是2 ×103kg/m3,底面积是0.3m3,重力为600N。物体A在F=100N的拉力作用下,沿水平方向匀速前进了2m。(g取10N/kg)求: (1)物体A对水平地面的压强是多少? (2)物体A的体积是多大?
(3)若该装置的机械效率为80%,物体A 在水平方向上受到的阻力是多少
解:(1)物体A在水平地面,F=G=600N (1分)
(10·安顺)1 7、如图10所示,要把一个质量是450kg的贵重物品A沿水平地面移动 1 00m,为保护该物品,工人把它放在一个质量是50kg的木板B上,然后用了F=400N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动,直至终点。(提示:滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比)
(1)在匀速拉动B的过程中,A、B之间的摩擦力是多少? (2)计算拉力F做的总功是多少焦耳?
(3)在拉力F做功的过程中,机械效率是多少? (1)0…………………………………… (1分)
(2)W总=FS=400×100=4×104(J) ………………………………………………(2分) (3)∵滑动摩擦力的火小与压力的人小成正比, ∴
F有F总?G有G总?,即F有?G有G总F总?9F总 ………………………(1分) 10 ??
F有SF总S9?90%……………………………………………… (1分) 10(10·哈尔滨)18.建筑工地上,工人们需要将一堆建材运到10m高处。姜荣同学设计安装了如图所示的装置.装置中每个滑轮重l00N。工人利用该装置每次提升一块重900N的建材,该工人拉绳子的速度是0.8m/s,在施工过程中: (1)该工人提升建材时的有用功率是多少? (2)该装置的机械效率是多少?(不计绳重和摩擦) (3)孙萍同学想用电动机做动力替代人工作,将该装置改造成简易的起重机(吊起物体的速度限定在0.4m/s)。她到仓库找到了两台电动机,铭牌上的部分数据如下表所示,她要选用其中的一台。
型号 DJ—Ⅰ DJ—Ⅱ 额定电压 220V 220V 额定功率 0.8kW 3.0kW 请你帮助选择,就你所选的电动机,说明如何使用该装置才能做到合理配置。
(10·湖北仙桃)19.如图14所示是小型建筑工地上使用的“罐笼式”提升机,用它能将放在罐笼A中的建筑材料提升到高处。已知被提升的建筑材料的质量为280kg,拉力F将它以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度,拉力F的功率为2kW。不计摩擦及钢丝绳、动滑轮的重。求:
(1)拉力F对所提升的建筑材料做的功是多少? (2)罐笼A的重力是多少?
(3)提升机在提升建筑材料时的机械效率是多少?
23.(1)G材=m材g=280kg×10N/kg=2.8×103N ·························································· (1分) W=G材h=2800N×10m=2.8×104J ································································· (1分)
(2)P=Fv
P2?103WF===2×103N ······································································· (1分) v绳 2?0.5m/sGA=2F-G材=2×2×103N-2.8×103N =1.2×103N ···································· (1分)
(3)W总=FS=2×103N×20m=4×104J ··························································· (1分)
η=2.8?104J??70% 44?10JW总 W有A
F 图14
(10·长沙)20.2010年5月18日国际博物馆日,广东南澳海域的“南澳I号”水下考古发掘现场,成为了本处度由国家文物局主办的“文化遗产博览月“开幕地点,如图为打捞沉船里一货箱的模拟图片,问:
用声呐探测到沉船的回声时间是0。04s,沉船在水下的深度为多少? (声音在海水中的传播速度1450m/s)
海水对沉船的压强为多少?(不计沉船的高,海水的密度约为)
己知动滑轮及附属部件的总重为3000N,将一重为4000N的货箱匀速打捞水面时,每根钢绳的拉力F为多大?
若每只货箱重力相同且不可分割,钢绳的最大拉力为5000N,则在货箱离开水面被匀速拉起的过程中,该滑轮组的机械效率最大可达多少?(不计摩擦和钢绳重)
(10·连云港)21.(6分)打桩机是利用冲击力将桩打入地层的桩工机械.图甲是落锤式打桩机实物图.桩锤由卷扬机用吊钩提升,释放后自由下落而打桩.其原理示意图如图乙所示.已知桩锤的质量M=400Kg,桩锤底面积S1=0.1m2,桩的顶面积S2=0.04 m2.g取10N/ Kg.
(1)若桩锤自由下落打在桩上的瞬时压力位F=2.0×103N,求此时桩锤对桩的压强.
(2)若卷扬机把桩锤匀速提升1.8m.,所用时间为2s,在此提升过程中卷扬机的效率为60%, 求卷扬机的功率. 解: