题目内容

【题目】小雨用滑轮组提升重物。每个滑轮等重,不计绳重、摩擦和水的阻力。请画出与解题过程相应的受力分析示意图。

(1)物体A的质量为50kg,求物体A的重力是多少?

(2)如图甲所示,小雨对绳子自由端的拉力为150N时,地面对物体A的支持力是100N。为了提起物体A,他增加了滑轮个数,组装了如图乙所示的滑轮组,并利用它将物体A在空气 中匀速提升了2m,求小雨做的功是多少?

(3)小雨用图乙所示的滑轮组,将另一密度为1.5×103kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中,拉力F随时间t变化的图象如图丙所示。已知F2与F1之差为50N,在空气中提升B时滑轮组的机械效率为 75%。求液体密度是多少?

【答案】(1)物体A的重力是500N;(2)小雨做的功是1200J;(3 )液体密度是1×103kg/m3

【解析】

试题分析:(1)物体A的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N;

(2)如图甲,由题意可知,小雨没有把重物A提起来,

对A进行受力分析如下图1,由力的平衡条件可得G=F+F

滑轮组对A的拉力:F=G-F=500N-100N=400N,

根据力的作用是相互的,A对滑轮组的拉力等于滑轮组对A的拉力,

由图甲可知,n=3,对甲滑轮组的动滑轮进行受力分析,如图2所示,

由力的平衡条件可得3F=F+G

所以动滑轮的重力:G=3F-F=3×150N-400N=50N,

为了提起物体A,他增加了滑轮个数,组装了如图乙所示的滑轮组,对乙图的动滑轮和A物体进行受力分析,如图3:

此时绳端的拉力

由图乙可知,n′=4,

绳子移动的距离:s=4h=4×2m=8m,

小雨做的功:W=F′s=150N×8m=1200J;

(3)不计绳重、摩擦,在空气中提升B时滑轮组的机械效率:

代入数据可得:,解得GB=300N;

已知B的密度,由可得,B的体积:

在空气中,绳端的拉力:

已知F2-F1=50N,则在水中绳端的拉力:F1=F2-50N=100N-50N=50N,

B物体浸没在水中时,以B物体和2个动滑轮为研究对象,其受力情况如图4,

由力的平衡条件可得4F1+F浮B=GB+2G

则B在水中受到的浮力:F浮B=GB+2G-4F1=300N+2×50N-4×50N=200N;

由F浮BgV可得,液体的密度:

答:(1)物体A的重力是500N;(2)小雨做的功是1200J;(3 )液体密度是1×103kg/m3

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网