练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 初中物理 > 题目详情

    在一次抗洪抢险当中，小刚应用所学的物理知识，设计了如图所示的装置打捞某军工厂落在水中的铝锭（不计水的阻力），小刚握住轻质杠杆的B端沿竖直向下方向用力，已知小刚的体重是600N，铝锭的体积为0.03m3，铝锭出水前后小刚对地面的压力之比为6：5；轻质杠杆OA=AB，铝的密度为2.7×103kg/m3（若不计绳重和摩擦，g取10N/kg），求：
    （1）出水前动滑轮对铝锭的拉力；
    （2）出水后此滑轮组的机械效率；
    （3）如果铝锭以0.1米/秒的速度在水中匀速上升，小刚作用在B点的拉力的功率是多少？

    解：（1）铝锭的重力G=m铝g=ρ铝V铝g=2.7×103kg/m3×0.03m3×10N/kg=810N
    F浮=ρ水gV铝=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m3=300N
    F=G-F浮=810N-300N=510N
    （2）出水前，出水前FA=（F+G动），出水后FA′=（G+G动）；
    根据杠杆的平衡条件：
    出水前：FA?OA=FB?OB
    则FB====
    出水后：FA′?OA=FB′?OB
    则FB′====
    则人对地面的压力：
    出水前：F压=G人-FB=600N-
    出水后：F压′=G人-FB′=600N-
    又铝锭出水前后小刚对地面的压力之比为6：5，所以（600N-）：（600N-）=6：5
    解得G动=90N
    η=×100%=×100%=×100%=90%
    （3）当铝锭以0.1米/秒的速度在水中匀速上升时，FB===150N
    因为由2段绳子承担物重，所以sA=2h，OB=2?OA，所以sB=2sA=4h，vB=4v铝=4×0.1m/s=0.4m/s
    则PB===FB?vB=150N×0.4m/s=60W
    答：（1）水前动滑轮对铝锭的拉力为510N；（2）出水后此滑轮组的机械效率为90%；（3）如果铝锭以0.1米/秒的速度在水中匀速上升，小刚作用在B点的拉力的功率是60W．
    分析：（1）根据F=G-F浮进行计算，其中G=mg=ρVg，F浮=ρ水gV排；
    （2）首先对滑轮组进行受力分析，则A点的拉力：出水前FA=（F+G动），出水后FA′=（G+G动）；
    然后对杠杆进行受力分析，根据杠杆平衡条件得出B处受到的拉力，而人对地面的压力F压=G人-FB，根据两次的比值关系列出两个关系式，得出动滑轮的重力，计算出滑轮组的机械效率；
    （3）计算出铝锭在水中B点的拉力及移动的速度，根据公式P==Fs计算出功率．
    点评：此题将浮力、滑轮组、杠杆的知识综合在一起，考查了浮力的计算，滑轮组的省力特点及机械效率的计算，同时考查了杠杆平衡条件的应用，在分析时，要注意理清思路，将整个问题分成三种情况解决，同时考查了功率的计算，还涉及到了密度的知识，难度较大．其中根据各种情况求出动滑轮的重力是解决此题的关键．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：

    （2009?平谷区二模）在一次抗洪抢险当中，小刚应用所学的物理知识，设计了如图所示的装置打捞某军工厂落在水中的铝锭（不计水的阻力），小刚握住轻质杠杆的B端沿竖直向下方向用力，已知小刚的体重是600N，铝锭的体积为0.03m3，铝锭出水前后小刚对地面的压力之比为6：5；轻质杠杆OA=AB，铝的密度为2.7×103kg/m3（若不计绳重和摩擦，g取10N/kg），求：
    （1）出水前动滑轮对铝锭的拉力；
    （2）出水后此滑轮组的机械效率；
    （3）如果铝锭以0.1米/秒的速度在水中匀速上升，小刚作用在B点的拉力的功率是多少？

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案