题目内容

【题目】如图所示是某种起重机的起重滑轮组示意图,它由一个动滑轮和两个定滑轮组成(不计钢绳重及摩擦).现用它将一批规格相同的电线杆装上载重汽车,每根电线杆重5×103N.

(1)若吊起一根电线杆的机械效率为80%,则动滑轮和吊钩的总重为多少?

(2)若起重机吊着一根电线杆以0.1 m/s的速度匀速竖直上升,吊钩对电线杆拉力的功率为多少?

(3)若钢丝绳能承受的最大拉力为4×103N,那么起重机一次最多能吊起几根电线杆?

【答案】(1)若吊起一根电线杆的机械效率为80%,则动滑轮和吊钩的总重为1250N;

(2)若起重机吊着一根电线杆以0.1 m/s的速度匀速竖直上升,吊钩对电线杆拉力的功率为500W;

(3)若钢丝绳能承受的最大拉力为4×103N,那么起重机一次最多能吊起2根电线杆

【解析】

试题分析:(1)由图可知,滑轮组绳子的有效股数为3,不计钢绳重及摩擦时,机械效率所做的额外功为提升动滑轮和吊钩所做的功,根据η===求出动滑轮及及吊钩的总重G;

(2)吊钩对电线杆拉力等于电线杆的重力,利用P=Fv求出吊钩对电线杆拉力的功率;

(3)知道最大拉力,不计钢绳重及摩擦,根据F=(G+G)求出钢丝绳所提重物的最大重力,然后除以一根电线杆的重即可得出答案.

解:

(1)由图可知,n=3,不计钢绳重及摩擦时,吊起一根电线杆的机械效率:

η=====80%,

解得动滑轮和吊钩总重:G=1250N,

(2)起重机吊着一根电线杆以0.1m/s的速度匀速竖直上升时,

吊钩对电线杆拉力:F=G=5×103N,

吊钩对电线杆拉力的功率:P=Fv=5×103N×0.1m/s=500W;

(3)若钢丝生能承受最大拉力F最大=4×103N,

不计钢绳重及摩擦,拉力F=(G+G)可得,钢丝绳所提重物的最大重力:

G最大=3F最大﹣G=3×4×103N﹣1250N=10750N,

一次最多能吊起的电线杆:

N==2.15,即一次最多能吊起2根电线杆;

答:(1)若吊起一根电线杆的机械效率为80%,则动滑轮和吊钩的总重为1250N;

(2)若起重机吊着一根电线杆以0.1 m/s的速度匀速竖直上升,吊钩对电线杆拉力的功率为500W;

(3)若钢丝绳能承受的最大拉力为4×103N,那么起重机一次最多能吊起2根电线杆.

练习册系列答案
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【题目】【实验名称】:探究杠杆平衡的条件

【实验器材】:杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干,弹簧测力计.

【设计并进行实验】:

(1)实验前将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,如图甲所示,小敏同学赶快将杠杆左端的平衡螺母向右调,小红同学认为也可以将右端的平衡螺母向_____(选填“右”或“左”)调,直到杠杆在水平位置平衡为止;

(2)平衡后,当杠杆左侧钩码和右侧的钩码处于图乙所示状态时,整个装置_____(选填“能”或“不能”)达到新的平衡,若杠杆两侧各取下一个钩码,杠杆会_____.(选填“左侧下降”或“右侧下降”)

(3)若在图乙所示状态下将左侧的一个钩码取下,要是杠杆重新在水平位置平衡,应将右侧钩码_____(说出钩码移动的方向及格数)

【实验拓展】

(4)实验结束后,小敏提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图丙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉,使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是:_____

(5)小红同学想利用身边的器材做实验来验证杠杆的平衡条件,她把塑料直尺放在圆柱形水杯上,如图丁所示,使塑料直尺在水平位置平衡,然后在塑料直尺的两端分别放上不同数量的相同硬币,调节硬币的位置,使塑料直尺在水平位置重新平衡,如图戊所示,

①该同学把图戊中的L1、L2作为力臂的大小进行计算,其错误的原因是_____

②该实验的操作上的不足是_____(只写一条)

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