题目内容
如图甲所示装置中,物体甲重G甲=150N,动滑轮重G轮=50N,人重G人=650N.轻杆AB可以绕O点转动,且OA:OB=5:9.不计轴摩擦和绳重,当轻杆AB在水平位置时,整个装置处于平衡状态,地面对物体乙的支持力为F1=210N.求:(1)物体乙受到的重力G乙.若用物体丙替换物体甲,并在物体乙的下方连接一个弹簧,如图乙所示,当轻杆AB在水平位置时,整个装置处于平衡状态,弹簧对物体乙的作用力为F2=780N.求:(2)此时地面对人的支持力F3.
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【答案】分析:(1)人站在地面上,人对滑轮的拉力,等于甲对滑轮的拉力,杠杆B端受到甲的拉力、人的拉力、滑轮的拉力作用,根据杠杆平衡条件求出杠杆A端的受到的拉力.
然后对乙进行受力分析,乙处于静止状态,受到平衡力的作用,求出乙物体的重力.
(2)在物体乙的下方连接一个弹簧,乙处于静止状态,对乙进行受力分析,求出杠杆A端此时受到的力,根据杠杆平衡条件,求出丙的重力,人对滑轮的拉力等于丙的重力,求出绳子对人向上的拉力,求出地面对人的支持力.
解答:解:(1)
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甲图杠杆平衡时,杠杆两端受力如图1所示,根据杠杆平衡条件:
FA=
FB=
×(G轮+2G甲)=
×(50N+2×150N)=630N.
物体乙受到杠杆的拉力处于静止状态,受力如图2所示,
所以,G乙=FA+F1=630N+210N=840N.
(2)加入弹簧后,物体乙处于静止状态,受力如图3所示,
F'A=G乙+F2=840N+780N=1620N.
根据杠杆平衡条件:
F'B=
F'A=
×1620N=900N.
物体丙替代物体甲后,杠杆B端受力如图4所示,
F'B=2G丙+G轮,
G丙=
(F'B-G轮)=
×(900N-50N)=425N,
此时人处于静止状态,受力分析如图5所示,
G丙+F3=G人,
F3=G人-G丙=650N-425N=225N.
答:(1)物体乙受到的重力是840N.(2)此时地面对人的支持力是225N.
点评:(1)先分析杠杆B端的受力情况,然后根据杠杆平衡条件求出杠杆A端的力,再根据乙物体静止受到平衡力的作用,求出乙物体的重力.
(2)首先根据乙物体处于静止状态求出杠杆A的拉力,然后根据杠杆平衡条件求出杠杆B端的受力,最后分析人的受力情况,求出人受到的支持力.
然后对乙进行受力分析,乙处于静止状态,受到平衡力的作用,求出乙物体的重力.
(2)在物体乙的下方连接一个弹簧,乙处于静止状态,对乙进行受力分析,求出杠杆A端此时受到的力,根据杠杆平衡条件,求出丙的重力,人对滑轮的拉力等于丙的重力,求出绳子对人向上的拉力,求出地面对人的支持力.
解答:解:(1)
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甲图杠杆平衡时,杠杆两端受力如图1所示,根据杠杆平衡条件:
FA=
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物体乙受到杠杆的拉力处于静止状态,受力如图2所示,
所以,G乙=FA+F1=630N+210N=840N.
(2)加入弹簧后,物体乙处于静止状态,受力如图3所示,
F'A=G乙+F2=840N+780N=1620N.
根据杠杆平衡条件:
F'B=
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物体丙替代物体甲后,杠杆B端受力如图4所示,
F'B=2G丙+G轮,
G丙=
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此时人处于静止状态,受力分析如图5所示,
G丙+F3=G人,
F3=G人-G丙=650N-425N=225N.
答:(1)物体乙受到的重力是840N.(2)此时地面对人的支持力是225N.
点评:(1)先分析杠杆B端的受力情况,然后根据杠杆平衡条件求出杠杆A端的力,再根据乙物体静止受到平衡力的作用,求出乙物体的重力.
(2)首先根据乙物体处于静止状态求出杠杆A的拉力,然后根据杠杆平衡条件求出杠杆B端的受力,最后分析人的受力情况,求出人受到的支持力.
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练习册系列答案
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实验序号 | 物重G/N | 物体上升的高度h/cm | 测力计的示数F/N | 测力计移动的距离s/cm | 机械效率η |
1 | 2 | 5 | 0.9 | 15 | 74.1% |
2 | 2 | 10 | 0.9 | 30 | 74.1% |
3 | 4 | 10 | 1.7 | 30 | 78.1% |
4 | 6 | 10 | 2.5 | 30 |
(2)请用实验中所测量的物理量符号写出计算效率的表达式η=
(3)如果换用图乙所示装置进行实验,把同一重物提升相同高度,需要做的额外功更
(4)关于用同一滑轮组提升重物时的机械效率,以下说法正确的是(
A.提升越重的物体,机械效率越
B.有用功越大,机械效率一定越大
C.额外功越大,机械效率一定越小
D.同一机械的机械效率是恒定不变的.