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物理必考如图.质量为40kg的小刚同学设想用滑轮组提升重物.钢轮O1

更新时间:2024-01-19 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

如图,质量为40kg的小刚同学设想用滑轮组提升重物,钢轮O1、O2组成定滑轮,质量分别为15kg、5kg,动滑轮O3及框钩质量共为10kg.质量为80kg的物体A放在水平地面上,挂在动滑轮下面.滑轮各处摩擦均不计,所用绳索重量忽略,g取10N/kg.EXo物理好资源网(原物理ok网)

(1)小刚站在地面上想要缓慢提升重物,在图中画出一种可行的细绳绕系方案.EXo物理好资源网(原物理ok网)

(2)针对你所画的绕绳方案,如果A物体在某时段被匀速提升0.5m,速度恒为1m/s,计算该时段内:EXo物理好资源网(原物理ok网)

①小刚对地面的压力,小刚拉绳索的速度.EXo物理好资源网(原物理ok网)

②该时段内小刚做的功,滑轮组的机械效率(精确到0.1%).

试题答案

解:(1)从绳子末端向上通过定滑轮、动滑轮,依次绕成,如图所示;EXo物理好资源网(原物理ok网)

(2)①由图知,n=3,EXo物理好资源网(原物理ok网)

G小刚=m小刚g=40kg×10N/kg=400N,EXo物理好资源网(原物理ok网)

GA=mAg=80kg×10N/kg=800N,EXo物理好资源网(原物理ok网)

GO3=mO3g=10kg×10N/kg=100N,EXo物理好资源网(原物理ok网)

∵滑轮各处摩擦均不计、所用绳索重量忽略,EXo物理好资源网(原物理ok网)

∴F=(GA+GO3)=(800N+100N)=300N;EXo物理好资源网(原物理ok网)

∵G小刚=F+FEXo物理好资源网(原物理ok网)

F=G小刚-F=400N-300N=100N,EXo物理好资源网(原物理ok网)

小刚对地面的压力:EXo物理好资源网(原物理ok网)

F=F=100N;EXo物理好资源网(原物理ok网)

小刚拉绳索的速度:EXo物理好资源网(原物理ok网)

v=3vA=3×1m/s=3m/s;EXo物理好资源网(原物理ok网)

②小刚做功(总功):EXo物理好资源网(原物理ok网)

W=Fs=F×3h=300N×3×0.5m=450J,EXo物理好资源网(原物理ok网)

W有用=GAh=800N×0.5m=400J,EXo物理好资源网(原物理ok网)

η==≈88.9%.EXo物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)细绳绕系方案如图所示;EXo物理好资源网(原物理ok网)

(2)①小刚对地面的压力为100N,小刚拉绳索的速度为3m/s;EXo物理好资源网(原物理ok网)

②该时段内小刚做的功为450J,滑轮组的机械效率为88.9%.EXo物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)小刚站在地面上提升重物,可从绳子末端绕起(拉力方向向下);EXo物理好资源网(原物理ok网)

(2)①知道小刚、物体A、动滑轮的质量,利用重力公式求出小刚、物体A的重、动滑轮的重,EXo物理好资源网(原物理ok网)

由图可知承担物重的绳子股数n=3,则s=3h,EXo物理好资源网(原物理ok网)

由题知,滑轮各处摩擦均不计、所用绳索重量忽略,利用F=(G+G)求拉力大小,而小刚受到的重力等于拉力加上支持力,可求地面对小刚的支持力,再根据力的作用是相互的求小刚对地面的压力;小刚拉绳索的速度v=3vAEXo物理好资源网(原物理ok网)

②求出拉力端移动的距离,利用W=Fs求小刚做功,利用W有用=Gh求有用功,再利用效率公式求滑轮组的机械效率.EXo物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了重力的计算、有用功、总功、机械效率的计算,能根据题目要求画出滑轮组的绕法是本题的突破口,利用好s=nh和拉力端移动速度和物体上升速度关系是本题的关键.EXo物理好资源网(原物理ok网)

物理解题技巧分享:杠杆:匀速转动或静止,力和力臂积相等,支点支在支架上,调节螺母水平衡。用力最小力臂大,支点力点连线垂。

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