32．用如图20所示滑轮组提升重物．人用500N的拉力F.15s内使重为900N的物体匀速上升了3m．不计绳重和摩擦.求: (2)人拉绳子做功的功率． (3)滑轮组的机械效率． 答案:解:(1)∵不计绳重与摩擦 ∴ F= G=2F-G=2×500N-900N=100N (2)2.W=Fs=500N×3m×2=3000J P= W/t=3000J/15s=200W (3)W=Gh=900N×3m=2700J η=×100%=×100%=90% 28如图所示.工人师傅用一个滑轮组在40s内将重600N的木箱从地面匀速吊上4m高的阳台.所用的拉力为220N.不计绳重和摩擦．求: (1)木箱匀速上升的速度, (2)工人师傅做的有用功, (3)动滑轮的重力． 中国移动重庆公司的抢险队作为第一支到达灾区的移动通信抢险队.队员们用鲜血和生命架起了一条条抗震救灾无形的生命线.为抗震救灾提供了强有力的通信保障.如图15所示.在通讯线路的抢修现场.起重机正将一箱箱设备吊装到3m高的施工台上.其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的.若每箱设备均重4000N.施工台距离地面的高度为3m.如果起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时.动滑轮上每段钢绳的拉力为2500N.在忽略钢绳重和摩擦的情况下. (1)起重机提升一箱设备时.对箱子做的有用功是多少? (2)动滑轮在提升这箱设备时的机械效率是多大? (3)在安全操作的前提下.为了节省时间.加快施工进度.起重机同时将两箱设备以0.1m/s的速度匀速提升到施工台.求这种情况下.动滑轮上钢绳自由端拉力的功率为多大? 答案:解:(1)对箱子做的有用功: W=Gh=4000N×3m=1.2×10J (2)W=Fs=2500N×3m×2=1.5×10J η=×100%=×100%=80% (3)根据受力分析:G=2F-G=2×2500N-4000N=1000N F===4500N 速度: V=2V=0.2m/s 根据 P===Fv 得:P=FV=4500N×0.2m/s =900W 33斜面也是一种简单机械.如图5所示.已知斜面上木箱的质量m=40kg.人对木箱的拉力F=75 N.斜面长s=4 m.斜面高h=O．5 m.求: ①木箱受到的重力, ②斜面的机械效率. 答案: (1)G=mg=40kg×10N／kg=400N (2)W有用=Gh=400N×0．5m=200 J W总==75N×4m=300 J η=W有用／W总=200 J／300 J=66．7% 答:重力为400 N.机械效率为66．7%. 33斜面也是一种简单机械.如图5所示.已知斜面上木箱的质量m=40kg.人对木箱的拉力F=75 N.斜面长s=4 m.斜面高h=O．5 m.求: ①木箱受到的重力, ②斜面的机械效率. 答案: (1)G=mg=40kg×10N／kg=400N (2)W有用=Gh=400N×0．5m=200 J W总==75N×4m=300 J η=W有用／W总=200 J／300 J=66．7% 答:重力为400 N.机械效率为66．7%. 如图l3所示是小明测量杠杆机械效率的实验情景(杠杆的重 力忽略不计) (1)请在下表中把相关的数据填写完整 物体重 G／N 物体上升的 高度h／cm 弹簧测力计 的示数F／N 弹簧测力计移动 的竖直距离S／cm 有用功 W有／J 总功 W总／J 机械效率 η／% 4 30 (2)为提高本实验中杠杆的机械效率.请提-条合理的建议: . 答案:(1) 物体重 G／N 物体上升的 高度h／cm 弹簧测力计 的示数F／N 弹簧测力计移动 的竖直距离S／cm 有用功 W有／J 总功 W总／J 机械效率 η／% 4 15 2.4 30 0. 6 0.72 85.7 (2)选择支点灵活的杠杆 30如图19.要把一个质量是450kg的贵重物品A沿水平地面移动100m.工人把它放在一个质量是50kg的木板B上.然后用400N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动.直至终点. (注:滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比) (1)在匀速拉动B的过程中.A.B之间的摩擦力是 N. (2)计算拉力做的总功是多少焦耳? (3)在拉力做功的过程中.机械效率是多少? 答案:(1)0 (2)W总=FS=400N×100m=4×104J (3)解法一: 水平拉力可以分成两个成分.即拉动A的拉力和拉动B的拉力 拉动A的拉力:FA= 9/10×400N = 360 N 拉动A做有用功:W有用 = FA S = 360 N×100m = 3.6×104J 机械效率:η= W有用/ W总= 3.6×104J /=90% 解法二: 因为:η= W有用/ W总 = = FA / F=f A / f ┉┉2分 又因为摩擦力与压力成正比.所以: η= f A / f = G A /G = m A /m = 450kg/500kg = 90%┉1分 解法三: 因为:η= W有用/ W总 = = FA / F 根据提示.拉动A所用拉力在总拉力中所占的比例等于A的重量在总重量中所占的比例.所以:η= G A /G = m A /m= 90% 31在不计绳重和摩擦的情况下.利用一滑轮组匀速提升物体．下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息． (1)通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数.并在右边虚线框 中画出该滑轮组的组装示意图． (2)用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时.拉力做的总功为多少? (解答要求:写出依据的主要公式或变形公式.有数据代入.答案中 必须明确写出数值和单位) 答案．(1)3 滑轮组的组装示意图略 (2)900J 45一台抽水机的功率为10KW.利用它将54m3的水抽到20m高的水塔上共用了0.5h那么该抽水机做的有用功\总功合机械效率分别是多少? 答案:m=ρv=1.0×10kg/m×54m=5.4×10kg G=mg=5.4×10kg×10N/kg=5.4×10N 该抽水机做的有用功: W=Gh=5.4×10N×20m=1.08×10J 总功: W=Pt=10W×1800s=1.8×10J 机械效率: η=×100%=×100%=60% 18图7是某水上打捞船起吊装置结构示意简图.某次打捞作业中.该船将沉没于水下深 处的一只密封货箱打捞出水面.已知该货箱体积为5 0 m3.质量是200t. (1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少? (2)货箱完全出水后.又被匀速吊起1 m.已知此时钢缆拉力F为1×105 N.则在此过程 中拉力F所做的功是多少?起吊装置的滑轮组机械效率是多少? (3)若货箱从刚露出水面到完全出水的过程中是被匀速提升的.请分析在此过程中.货箱所受浮力和滑轮组机械效率的变化情况.(水的密度为1.0×103 kg／m3.g取10N／kg.不考虑风浪.水流等的影响.) 答案: 28小文同学在“测定滑轮组机械效率 的实验中.用如图所示的装置匀速吊起钩码.并记录了如下实验数据: 根据实验数据.小文同学计算机械效率的过程如下: 有用功 W有用=(G1+G2)h= ×0.1J=0.44J 总功 W总=FS= 1. 6 ×0.3J=0. 48J 机械效率: 答:当匀速吊起4N重的钩码时.该滑轮组的机械效率约为91.7%． 小文同学的计算过程是否正确?如有错误.请在下方空白处写出错误之处 并对滑轮组的机械效率作出正确解答． 答案: 30如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图.已知货物的质量为600kg.所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍.滑轮组的机械效率为75%.若人以0.5m/s的速度匀速前行.经100s将货物拉出仓库.g取10N/kg,.求在此过程中: (1)人做的有用功为多大? (2)人的拉力为多大? (3)人拉力的功率为多大? 答案: 解:⑴W有用＝fs物 代入数据得:W有用＝1.5×104 J ⑵η== 代入数据得: F=400N ⑶ P=或P＝Fv 代入数据得:P=200W 小刚同学的体重为600N.当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时.他对地面的压强为8.756×103Pa.已知每只鞋底与地面的接触面积为200cm2.当他用此滑轮组匀速提升空气中另一个重物B时.滑轮组的机械效率是90%.已知重物A重物B所受重力之比GA:GB＝5:9.若不计绳重和摩擦.g=10N/kg.求提升重物A时滑轮组的机械效率? 答案:(1)小刚对地面的压力为:F=Ps=8.75×10Pa×200×2×10m=350N 根据受力分析:拉力F=600N-350N=250N 根据 F=1.0×10kg/m×10N/kg×0.01m=100N 依题意有:(G- F+ G)=F 可得:G+ G=600N ---------------(1) 因为η==== F=(G+G) 即nF= (G+G) 所以η= 挂重物B时 90%= 可得:G =9G------------------(2) 又G:G＝5:9-----------------(3) 由可得:G= 500N G= 900N G= 100N 因为 ρ=== 所以ρ== 5×10kg/m (2)提升重物A时滑轮组的机械效率: η======80% 312008年春节前夕.我国南方部分省市遭遇了50年不遇的特大雪灾.在这次受灾最为严重的湖南省郴州地区.部分高压电架断倒.造成郴州长达7天的停电停水.为保证灾区人民过上一个祥和的春节.电力部门加班加点组织人员进行抢修.在某个吊车无法到达的工地上.某抢修小组采用了先在高压电架旁树立高杆.安装滑轮.然后再向空中的工作平台运送钢架的方法.如图19所示.若某次搬运的是80Kg的钢架.钢架被提升到10m高的工作平台上用了1 min40s,抢修工人所用的拉力为500N(不计绳重和摩擦.g取10N/Kg).求:(1)工人做的总功是多少? (2)工人拉力的功率是多少? (3)用滑轮组提升钢架时的机械效率时多少? 【
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