1. 圖甲是某科技小組設計的打撈水中物體的裝置示意圖.AB是以O點為支點的水平杠桿,杠桿A端通過細繩豎直拉著
(1)物體完全露出水面後,由圖象得電動機的功率P=
=
=120W,
又物體上升速度為v=0.2m/s.
故電動機向上提升的力F=
=
=200N;
(2)F=
,故G
D+G
動=600N ①
又
=
=
=
,得F
浮=
G
D ②
η
1=
=
③
η
2=
=
④
已知η
1:η
2=9:10 ⑤
①②式代入③④,③④代入⑤得:
G
D=500N
F
浮=200N
G
動=100N;
(3)對杠桿進行受力分析如圖甲、乙所示:

根據杠桿平衡條件:
(G+G
動+G
D-F
浮)×OB=(G
C-N
1)×OA
(G+G
動+G
D)×OB=(G
C-N
2)×OA 
2. 如圖是某科技小組設計的打撈船打撈裝置示意圖.它由水平杠桿DB、豎直起吊系統(提升電動機、定滑輪K動滑
(1)因為t1和t2分別是物體A上表面露出和下表面離開水面的時刻.
當物版體A未離開水面時,此時F浮不變權,所以F拉=G-F浮不變,當物體A上表面露出水面時,浮力減小,所以F拉增大,當下表面離開水面時,浮力為0,F拉不變,所以符合此規律的圖象是D.
故選D.
(2)設此打撈裝置的最大起吊重量是G,根據杠桿平衡條件:Mg×OD=(m0g+G)OB,即MgL1=(m0g+G)L2,解得G=(M
?
m0)g.
故答案為:(M?m0)g.
(3)測得物體A在水中吊升時,提升發動機消耗的功率為P1;此時,滑輪組的機械效率η1==,
物體A離開水面後勻速上升h2的過程中,滑輪組機械效率η2==,
則η1:η2=?.
故答案為:?.
3. 圖甲是某科研小組設計從井底打撈物體A的裝置示意圖.圖中虛線框里是滑輪組(未畫出),滑輪組繩子的自由
出水前:物體和動滑輪M;定滑輪K及與電動機Q;杠桿BC;配重E受力分析如圖1、2、3、4.
34.2kg |
0.03m3 |
=1.14×103kg/m3.
答:(1)動滑輪M的質量為1.8kg;
(2)物體A全部露出水面勻速上升時電動機的功率為216W;
(3)物體A的密度為1.14×103kg/m3.
4. 某建築工地為了搬運建材,採用的滑輪組示意圖如圖所示.鋼絲繩的拉力F由電動機提供.此滑輪組在30s內將質
(1)W 有 =Gh=mgh=450kg×10N/kg×6m=27000J, 則η= ×100% = ×100% =75%; (2)由滑輪組的特點知,物體移動6m時,鋼絲繩移動的距離為:L=3×6m=18m, 則由速度公式可得:v= = =0.6m/s. (3)拉力在拉動時,同時拉動了動滑輪和重物,由於動滑輪有重力,故拉力對動滑輪做功,故使機械效率小於1,即由於動滑輪重力的原因,使機械效率不為1. 答:(1)滑輪組的機械效率為75%; (2)鋼絲繩移動的速度為0.6m/s; (3)此滑輪組的機械效率小於1的原因是動滑輪的重力引起的. |
5. 某科技小組設計的提升重物的裝置如圖甲所示.圖中水平桿CD與豎直桿EH、DI組合成支架固定在水平地面上.小
∵不計繩的質量,不計滑輪與軸的摩擦,
∴拉動物體A和物體B的拉力:
FA=
(GA+G輪),內FB=(GB+G輪),----------①
由題中W-t圖象容可知:
PA===90W,
PB===45W,
∵P===Fv,υ1=3υ2,
∴拉力做功功率:
=,
∴=,-----------------②
由①②解得:
=,---------------③
由G=mg=ρvg、3vA=2vB、8ρA=7ρB,解得:
=,---------------------④
由③④解得:
G動=GA,G動=GB,
ηA==6. 某科技小組設計的提升重物的裝置如圖27甲所示.圖中水平桿CD與豎直桿EH、DI組合成支架固定在水平地面上.
(1)由圖象乙知:t=2s時,W1=180J,W2=90J, 由公式P= 可知,=; 又P===Fv,υ1=3υ2, 則:= 即:=× 故:=. 即F1:F2=2:3.----① (2)設物體A受的重力為GA,物體B受的重力為GB,動滑輪受的重力為G動.勻速提升物體A時,以物體A和動滑輪的整體為研究對象,受力分析如甲所示.勻速提升物體B時,以物體B和動滑輪的整體為研究對象,受力分析如乙所示.
7. 如圖甲所示,某工地用固定在水平工作台上的卷揚機(其內部有電動機提供動力)通過滑輪組勻速提升貨物.為
(1)由題中W-t圖象可知: P2= ==1800W; (2)設動滑輪所受重力為G動,卷揚機及其工作平台所受重力為G. 根據圖象可知t=1.0s內,拉力F1、F2做功分別為W1=900J,W2=1800J, ====, ∵P=Fv, ∴===, ∵4v1=3v2, ∴=, ∵η====, ∴=8. (2013豐台區一模)如圖是某科研小組設計的在岸邊打撈水中物品的裝置示意圖.該裝置由懸掛機構和提升裝
(1)金屬材料浸沒在水中勻速上升時,電動機牽引繩子的功率為 P1=F1×3v1=200N×3×0.2m/s=120W; (2)金屬材料浸沒在水中勻速上升時,以支架、電動機Q、定滑輪K為研究對象,受力分析圖如圖1所示,配重E的受力分析圖如圖2所示,杠桿上C點、B點受力分析圖如圖3所示.
 950N | 4×10?2m3×10N/kg | |
≈2.4×103kg/m3.
答:(1)金屬材料浸沒在水中勻速上升時電動機牽引繩的功率為120W;
(2)動滑輪M的質量為5kg;
(3)被打撈金屬材料的密度約為2.4×103kg/m3.