分析 (1)他站在地面上时对地面的压力和自己的体重相等,又知道双脚与地面接触面积(受力面积),根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强;
(2)在使用滑轮组提升重物时,既要考虑到它的省力情况,还应注意动力的施力方向;
(3)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh求出绳端移动的距离,根据W=Gh求出有用功,利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%求出总功,利用W=Fs求出拉力的大小,利用P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率;
(4)若不计绳重及摩擦,拉力F=$\frac{1}{2}$(G+G轮),据此求动滑轮重力;
(5)使用滑轮组时,提高滑轮组机械效率的方法,一是增大提升的物重,二是减小摩擦.
解答 解:
(1)他站在地面上时对地面的压力:
F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,
对地面的压强:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{500N}{0.04{m}^{2}}$=1.25×104Pa;
(2)因为滑轮组要求站在地面上提升重物,所以,最终的绳子自由端方向向下,依次绕起,如图所示:
(3)由图可知,n=2,则绳端移动的距离:
s=nh=2×1m=2m,
拉力做的有用功:
W有=Gh=600N×1m=600J,
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%可得,拉力做的总功:
W总=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{600J}{75%}$=800J,
由W=Fs可得,拉力的大小:
F=$\frac{{W}_{总}}{s}$=$\frac{800J}{2m}$=400N,
拉力的功率:
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{800J}{20s}$=40W.
(4)若不计绳重及摩擦,拉力F=$\frac{1}{2}$(G+G轮)
动滑轮重力:
G轮=2F-G=2×400N-600N=200N;
(5)若用该装置再提起700N的重物时,增大了提升的物重,机械效率将增大,将高于75%.
故答案为:500;1.25×104;400;40;200;高于.
点评 本题考查了压强的计算和滑轮组的组装以及功、功率、机械效率公式的应用,设计滑轮组的绕绳方案应从两方面考虑,一是省力情况,二是绳子自由端的朝向.
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电压U/V | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
电流I/A | 0.22 | 0.26 | 0.30 |
功率P/W | 0.33 | 0.52 | |
灯泡发光情况 | 灯丝暗红 | 微弱发光 | 正常发光 |
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电流I/A | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 |
电压U/V | 4.5 | 9.0 | 13.5 | 18.0 |
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A. | 质量与重力的大小成正比 | B. | 重力的方向总是垂直向下指向地面 | ||
C. | 重力的大小与质量成正比 | D. | 重心一定在物体上 |
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