分析 (1)根据人处于平衡状态,由平衡条件和滑轮组的效率得出两个等式即可求出人的重力;
(2)知道物体A的重和体积,利用阿基米德原理求受到的浮力;
利用效率公式求η1=$\frac{{W}_{有用1}}{{W}_{总1}}$=$\frac{({G}_{A}-{F}_{浮})h}{({G}_{A}+{G}_{动}-{F}_{浮})h}$=$\frac{{G}_{A}-{F}_{浮}}{{G}_{A}+{G}_{动}-{F}_{浮}}$;
同理,拉动水面上的物体时,小阳对地面的压强p2=$\frac{{N}_{2}}{S}$=$\frac{{G}_{人}-{T}_{2}}{S}$,η2=$\frac{{W}_{有用2}}{{W}_{总2}}$=$\frac{{G}_{A}h}{({G}_{A}+{G}_{动})h}$=$\frac{{G}_{A}}{{G}_{A}+{G}_{动}}$,
根据η1:η2=24:25求动滑轮重;
根据T2=$\frac{1}{3}$(GA+G动)求T2的大小,再根据P=Fv求出功率.
解答 解:(1)对人,处于平衡状态,由平衡条件得:
T1+p1S=G人 ------------------①
对滑轮组的效率有:${η_1}=\frac{{{G_A}-ρg{V_A}}}{{3{T_1}}}$--------------②
联立①②两式得:${G_人}=\frac{{{G_A}-ρg{V_A}}}{{3{η_1}}}+{P_1}S$.
(2)物体A的受到的浮力F浮=ρgVA=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×1.5×10-2m3=147N.
当A在水面下时,对滑轮组的效率有:η1=$\frac{{W}_{有用1}}{{W}_{总1}}$=$\frac{({G}_{A}-{F}_{浮})h}{({G}_{A}+{G}_{动}-{F}_{浮})h}$=$\frac{{G}_{A}-{F}_{浮}}{{G}_{A}+{G}_{动}-{F}_{浮}}$=$\frac{735N-147N}{735N+{G}_{动}-147N}$=$\frac{588N}{588N+{G}_{动}}$;
当A被提出水面后,对滑轮组的效率有η2=$\frac{{W}_{有用2}}{{W}_{总2}}$=$\frac{{G}_{A}h}{({G}_{A}+{G}_{动})h}$=$\frac{{G}_{A}}{{G}_{A}+{G}_{动}}$=$\frac{735N}{735N+{G}_{动}}$,
由于η1:η2=24:25,则
$\frac{588N}{588N+{G}_{动}}$:$\frac{735N}{735N+{G}_{动}}$=24:25;
解得:G动=147N.
当A被提出水面后,小阳对滑轮组的拉力为T2=$\frac{1}{3}$(GA+G动)=$\frac{1}{3}$×(735N+147N)=294N;
人拉绳的功率
P=T2v′=T2×3v=294N×3×0.2m/s=176.4W.
答:(1)人的重力${G_人}=\frac{{{G_A}-ρg{V_A}}}{{3{η_1}}}+{P_1}S$.
(2)动滑轮的重力G动为147N,小阳此时拉绳的功率为176.4W.
点评 本题为力学综合题,考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、压强公式、效率公式、功率公式、力的合成的掌握和运用,知识点多、综合性强,要求灵活运用所学知识,属于难题.
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编号 | 材料 | 长度/m | 横截面积/mm2 |
A | 金属甲 | 1 | 0.2 |
B | 金属甲 | 1 | 0.1 |
C | 金属乙 | 1 | 0.1 |
D | 金属乙 | 0.5 | 0.1 |
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科目:初中物理 来源: 题型:解答题
电池 | 12V3组 |
一次充电耗电 | 1kW•h |
整车质量 | 40kg |
最大载质量 | 80kg |
最高车速 | 5m/s |
充电一次行驶里程 | 50km |
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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
从O点开始的路程s/cm | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
从O点开始计时的时间t/s | 0 | 1.25 | 2.50 | 3.75 | 5.00 | 6.25 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 此滑轮组的机械效率是60% | B. | 1s内绳自由端移动的距离是0.25m | ||
C. | 拉力F做功的功率是100W | D. | 动滑轮的重力是80N |
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