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如图所示为小明设计的滑轮组装置

发布时间:2024-02-22 21:09:03

⑴ 为了将放置在水平地面上、重G=90N的重物提升到高处,小明同学设计了如图(甲)所示的滑轮组装置.当小明

由图可知在2~3s内,重物做匀速运动,v3=2.50m/s,拉力F3=40N,
从动滑轮上直接引出的绳子专股数(承担物重的属绳子股数)n=3,
拉力F的作用点下降的速度v3′=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s,
拉力做功功率(总功率):P=

W总
t
=
F2s3
t
=F3v3′=40N×7.5m/s=300W;
从丙图可知,物体在2~3s内做匀速直线运动,由图乙可知此时的拉力F3=40N,
根据F=
1
n
(G+G)可得:
G=nF3-G=3×40N-90N=30N,
在0~1s内,拉力F1=30N,把动滑轮和重物看成整体,则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态,
F+3F1=G+G,地面对物体的支持力:
F=G+G-3F1=30N+90N-3×30N=30N,
根据力的作用是相互的,重物对地面的压力:
F=F=30N,
对地面的压强:
p=
F压
S
=
30N
3×10?2m2
=1000Pa;
故答案为:300;1000.

⑵ 为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处.小明设计了图(甲)所示的滑轮组装置.图(乙)所示为


(1)由图象可知滑轮组绳子的段数n=3,在2--3s内,物体上升的速度v1=2.50m/s,所以拉力的速度v2=nv1=3×2.5m/s=7.5m/s,拉力F1=40N,
拉力F的功率P=F1v2=40N×7.5m/s=300W;
(2)在1--2s内,拉力F2=50N,重物上升高度h=1.25m,拉力通过的距离s=3h=3×1.25m=3.75m,
拉力F所做的功W=F2s=50N×3.75m=187.5J;
(3)已知物重G=100N,设动滑轮重为G,所以G=3F1-G=3×40N-100N=20N,
在0--1s内,拉力F3=30N.将动滑轮和重物看着整体为研究对象,受到向下的重力G和G,向上的支持力F以及三根绳子向上的拉力3F3的作用,处于静止状态,
于是有:F=G+G-3F3=100N+20N-3×30N=30N,
由于力的作用是相互的,所以重物对地面的压力F=F=30N,
重物对地面的压强p=

F
S
=
30N
5×10?2m?2
=600Pa.
答:
(1)在2--3s内,拉力F的功率300W;
(2)在1--2s内,拉力F所做的功187.5J;
(3)在0--1s内,重物对地面的压强600Pa.

⑶ 如图所示是小明同学测滑轮组机械效率的实验装置图.他用2秒钟使重物匀速上升了0.4米,做了2.4J的有用功.

(1)由图可知,弹簧测力计的分度值是0.5N,指针指在2N到3N之间,所以小明所用的拉力专F=2.5N;
(属2)由(1)知F=2.5N;则W=Fs=2.5N×1.2m=3J;
拉力的功率P=

W总
t
=
3J
2s
=1.5W;
答:拉力的功率是1.5W;
(3)又W有用=2.4J;
所以滑轮组机械效率用η=
W有用
W总
=
2.4J
3J
=80%;
答:该滑轮组的机械效率是80%;
(4)因不计绳重及摩擦.由做了2.4J的有用功使重物匀速上升了0.4m可求:
物体的重力:G=
W有
h
=
2.4J
0.4m
=6N;
答:物体的重力为6N.
由图可知:动滑轮由3段绳子承担,则滑轮组的绳子段数n=3.
则可求弹簧测力计匀速向上运动的距离:S=nh=3×0.4m=1.2m;
答:弹簧测力计匀速向上运动的距离是1.2m.

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