(10·南通)32.(8分)如图所示,工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组
成滑轮组,把重为500N的箱子匀速提升5m,动滑轮的质量为8kg,不计绳重和摩擦,取g=10N/kg. (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? 解:(1)滑轮组绕线如图所示 (2)人对绳子的拉力
(2分)
F??1(G?G动) 2箱
(2分)
1(500N?8kg?10N/kg)?290N 2(1分)
(1分)
(3)提升过程的有用功W有=Gh 总功W总=Fs=F·2h 机械效率??
(1分)
W有W总?100%
?(答??Gh500N?5m?100%??100%?86.2% (1分) Fs290N?10mGh500N?1?100%??100%?86.2%,同样给分) Fs290N?2
(10·苏州)22.(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. (1)400J (2)80% (3)50N
(10东营)23.(9分)某型号挖掘机的实物图(甲) 和作业范围图(乙)以及部分相关数据表,
如下图所示。挖掘机在4s内将装满铲斗的密度为1.6×l03kg/m3的泥土,从最大挖掘深度处送到位于最大卸料高度的装载车上。 取g=10N/kg,求:
项 目 数值
整机质量(kg) 5000 0.5 标准斗容(m3)
3 A最大挖掘深度(m) (1)
B最大卸料高度(m) 两履带与地面接触的总面积(m2) 5 4 B
挖掘机
A
静止在
水平地面上不工作时(如图甲),对地面
甲
乙
的压强。
(2)铲斗内泥土的质量。
(3)移送泥土的过程中,挖掘机对泥土所做的功。
(4)移送泥土的过程中,发动机的总功率是40kW,此过程挖掘机的机械效率。 解:(1)压强P=
FGmg5000kg?10N/kg4
=1.25×10Pa………(2分) ???2SSS4m(2)泥土的质量m=?V?1.6×103kg/m3×0.5 m3=800kg………………(2分) (3)对泥土做功W有=Gh=mgh=800kg×10N/kg×(3m+5m)=6.4×104J (2分) (4)挖掘机的发动机4s内做的总功W总=Pt=4×104W×4s=1.6×105J …(1分)
W有6.4?104J挖掘机的机械效率????40%………………(2分)
W总1.6?105J
(10·达州)24. (6分)如图17所示,是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中,工人用400 N的拉力F在1分钟内将总重为900 N的泥土匀速提升5 m。在这段时间内: (1)拉力F所做的有用功是多少? (2)拉力F做功的功率是多少?
(3)滑轮组的机械效率是多大? 解:(1)拉力F所做的有用功为:
W=Gh=900N×5m=4500J 有
----------------------------------------(2分) (2)拉力F移动的距离S为: S=3h=3×5m=15m
拉力F所做的总功为:
W总=FS=400N×15m=6000J ----------------------------------------(1分) 则拉力F做功的功率P为:
P=W总/t=6000J/60s=100W ------------------------------------------(1分) (3)滑轮组的机械效率为:
η=W有/W总×100%=4500J/6000J×100%=75% -----------------(2分)
(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:(1)15N(在水中时绳子受到的拉力等于桶的重力减去它受到的浮力)(2)70%(3)25.5W
求 解题步骤~ 谢谢 问题补充: 答案 不一样啊
水桶没露出水面之前,桶中水的重力恰好等于水所受的浮力。
(这是因为,桶内外水的密度相同。所以,桶中水的重力,等于井中水所给的浮力。)
所以没露出之前,人用的力不包括桶中水的重力。
由题意知是两段绳 。这两段绳 承担动滑轮的桶的重力。
所以,拉动滑轮和桶的力一共是25*2=50牛。
而桶的重力,有一部分已经被浮力承担。
4千克金属桶的体积:
V=M/p=4kg/8kg/dm^3=0.5dm^3.
0.5dm^3的金属在水中受到的浮力:
F浮1=p液gV排=1*10^3*10*0.5*`10^-3=5牛。
对桶的拉力:
F桶=G桶-F浮1=Mg-F 浮=4*10-5=35牛。
所以,50 牛的拉力中,用来承担动滑轮的力:
G轮=50-35=15牛。
即动滑轮重15牛。
2)桶露出水面前滑轮组的机械效率:
如果把桶提上来,就是有用功的话。则:
效率=W有/W总=F桶H/(F桶+G轮)2H=F桶/2F=35/2*25=70%。
3)桶离开水面时的拉力:
2倍的拉力=动滑轮重+G桶+G水
=15+40+p水gV=55+1*10^3*10*20*10^-3=255牛。
所以此时绳端的拉力F’=255/2=127.5牛。
绳端的移动速度是2*0.2m/s=0.4m/s。
绳 端的功率:
P总=FV=127.5*0.4=51瓦。