分析 (1)以前轮圆心作为支点,将物重和配重分别看作动力和阻力,已知两力臂AB、(FC+$\frac{1}{2}$CD)的长,依据杠杆的平衡条件列式求解即可.
(2)根据W有用=Gh=Gvt计算有用功;根据W总=P1t计算总功,由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算机械效率
(3)根据P=Fv和F=$\frac{1}{n}$(G+G动)先计算动滑轮重,再计算提起质量为物体m2时绳子自由端拉力F′,最后根据P2=F′×4v计算卷扬机的输出功率P2.
解答 解:
(1)由乙图起重机相当于一个杠杆,如图所示:,
根据杠杆的平衡条件:m货g×AB=G起重机×(FC+$\frac{1}{2}$CD),
即:m货×10N/kg×1m=3×104N×(1m+$\frac{1}{2}$×1m),
解得:m货=4.5×103kg;
(2)设提起重物的时间为t,
此时滑轮组的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gvt}{{P}_{1}t}$×100%=$\frac{2×1{0}^{2}kg×10N/kg×0.5m/s×t}{1.1×1{0}^{3}W×t}$×100%≈90.9%;
(2)提起质量m1物体时,由甲图可知通过动滑轮绳子的段数n=4,
钢绳自由端速度vF=4v,
P1=F4v,
F=$\frac{{P}_{1}}{4v}$=$\frac{1.1×1{0}^{3}W}{0.5m/s×4}$=550N,
起重机的钢丝绳重和滑轮与轴之间的摩擦不计,提起质量m1物体时,F=$\frac{1}{4}$×(G+G动),
G动=4F-G=4×550N-2×102kg×10N/kg=200N,
当提起质量为m2物体的时钢绳自由端拉力:
F′=$\frac{1}{4}$×(G′+G动)=$\frac{1}{4}$×(3×102kg×10N/kg+200N)=800N,
此时卷扬机的输出功率:
P2=F′×4v=800N×4×0.5m/s=1600W.
答:(1)为使起重机吊起货物时不发生倾倒,起重机最多能吊起货物的质量为4.5×103kg;
(2)当起重机吊起质量m1=2×102kg的物体以v=0.5m/s的速度匀速上升时,卷扬机的输出功率P1=1.1kW.此时滑轮组的机械效率为90.9%;
(3)当起重机吊起质量m2=3×102kg的物体仍以x=0.5m/s的速度匀速上升时,卷扬机的输出功率为1600W.
点评 本题考查了杠杆的平衡条件、机械效率和功率的计算,过程复杂,有一定难度.关键是在不计绳重和摩擦时,用好公式F=$\frac{1}{n}$(G+G动).
科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 煮熟的汤圆上浮是因为汤圆的重力变小了 | |
B. | 轮船停在码头上卸货的过程中,所受的浮力不变 | |
C. | 使悬浮或漂浮在盐水中的鸡蛋下沉,可以通过向盐水中加些盐来实现 | |
D. | 同一远洋货轮从北大西洋驶入印度洋时,轮船将下沉一些,则印度洋的海水密度小 |
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科目:初中物理 来源: 题型:解答题
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科目:初中物理 来源: 题型:填空题
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科目:初中物理 来源: 题型:解答题
实验 次数 | 动滑轮 重G动/N | 物重 G/N | 钩码上升高度h/m | 动力 F/N | 动力作用点移动距离s/m | 滑轮组的机械 效率η/% |
1 | 0.5 | 1 | 0.1 | 0.7 | 0.3 | 47.6 |
2 | 0.5 | 1 | 0.2 | 0.7 | 0.6 | 47.6 |
3 | 0.5 | 2 | 0.1 | 1.1 | 0.3 | 60.6 |
4 | 0.5 | 4 | 0.1 | 2 | 0.3 | ① |
5 | 1 | 4 | 0.1 | ② | 0.5 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 500W | B. | 40W | C. | 50W | D. | 4W |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 把手处刻有花纹是为了增大接触面积减小摩擦力 | |
B. | 自行车转弯时受到的各力相互平衡 | |
C. | 下坡时自行车速度越来越大是由于阻力越来越小 | |
D. | 适当增大座垫面积能减小对人臀部的压强 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | F2>F1=F4 | B. | F1>F3=F4 | C. | F2>F4>F1 | D. | F2>F3>F4 |
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