题目内容

【题目】如图是用滑轮组提升物体A的示意图,物体A受到的重力大小为GA . 在匀速竖直提升物体A的过程中,物体A上升的速度大小为vA , 滑轮组的机械效率为η.已知:GA=400N,vA=0.4m/s,η=80%,绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计.求:
(1)绳子自由端的速度大小v
(2)动滑轮所受的重力大小G
(3)拉力F做功的功率P.

【答案】
(1)解:由图知,n=2,绳子自由端移动的速度:

v=2vA=2×0.4 m/s=0.8 m/s;

答:绳子自由端的速度大小为0.8m/s;


(2)解:绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计,滑轮组的机械效率:

η= = =

代入已知数值得:

80%=

解得动滑轮重力:

G=100N;

答:动滑轮所受的重力大小为100N;


(3)解:绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计,拉力F= (GA+G)= (400N+100N)=250N,

拉力做功的功率P= = =Fv=250N×0.8m/s=200W.

答:拉力F做功的功率为200W.


【解析】(1)由图知,使用的滑轮组承担物重的绳子股数n=2,则绳子自由端(拉力端)移动的速度等于物体上升速度的2倍;(2)绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计,滑轮组的机械效率η= = = ,据此列方程求动滑轮重力;(3)绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计,拉力F= (GA+G),(1)求出了拉力端移动的速度,利用P=Fv求拉力做功的功率.
【考点精析】关于本题考查的滑轮组绳子拉力的计算和滑轮(组)的机械效率,需要了解1、根据题意确定重物和动滑轮的重力由几段绳承担,用n 表示.2、确定重物的上升距离,和拉力F 的绳端的移动距离;重物的上升距离为:h则拉力F 的绳端的移动距离就是:nh;3、看是否计动滑轮的重力.(绳重与摩擦一般情况都不计)当不计动滑轮重力时,拉力F = (1/n)G物 ;当计动滑轮重力时,拉力F = (1/n)(G + G);关于滑轮组机械效率的计算:W有用 = G·h;W总 = F·s; s = n·h (1)η=W有用 / W总 (2)η= W有用 / W总 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF)才能得出正确答案.

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)
(4)【实验拓展】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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