题目内容

11.如图所示,工人师傅站在地上用这个滑轮组,把重200牛的箱子,在10秒内匀速向上提高了6米,[不计绳重和摩擦,动滑轮质量为3kg,g取10N/kg]
(1)在图中用笔画线代替细绳,组成最省力的滑轮组,
(2)在匀速竖直提升箱子的过程中,人对细绳的拉力多大?人拉细绳的速度是多大?

分析 (1)在使用滑轮组提升重物时,既要考虑到它的省力情况,还应注意动力的施力方向;
(2)箱子的重力与动滑轮的重力之和,就是滑轮组要承担的总重,再根据绳子的段数可求出工人对绳子的拉力大小.明确了绕绳的方法,可根据滑轮组的工作特点,计算绳子的速度是多大.

解答 解:(1)因为滑轮组要求站在地面上提升重物,所以,最终的绳子自由端方向向下,依次绕起,如下图所示:

(2)动滑轮的重G=mg=3kg×10N/kg=30N,则G=200N+30N=230N,
因为滑轮组用两段绳子承担物重,所以F=$\frac{1}{2}$G=$\frac{1}{2}$×230N=115N;
因为箱子在10s内匀速向上提高了6m,s=2h,
所以绳子在10s移动了6m×2=12m,
则v=$\frac{s}{t}$=$\frac{12m}{10s}$=1.2m/s.
答:(1)见上图;
(2)人对绳子的拉力为115N;人拉绳子的速度是1.2m/s.

点评 滑轮组绕绳时,要注意工人在地面用力;在不计绳重和摩擦的情况下,物重+动滑轮重,就是滑轮组所承担的总重力.

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16.多多学习了浮力知识后进一步思考,浮力是液体对物体向上的托力,而物体间力的作用是相互的,所以物体对液体一定有向下的压力,那么浮力的大小与物体对液体压力的大小有什么关系呢?
<一>多多利用烧杯、水、天平、金属圆柱体、细线和测力计,进行了如下探究,如图所示,实验步骤如下:
(1)在烧杯中盛适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m1=130g;
(2)用测力计测出圆柱体的重力G=1N;
(3)如图所示,将圆柱体部分没入水中,记下测力计的示数F,则圆柱体所受水的浮力为G-F.保持圆柱体浸入水中的部分不变,向天平的右盘加入适量的砝码,使天平重新平衡,记下天平的读数m2,则圆柱体对水的压力为(m2-m1)g(均用字母表示)
<二>下表为多多记录的实验数据,(表中h2大于h1)g取10N/kg
圆柱体的位置测力计的示数F/N圆柱体侵入后天平的读数m2/g
圆柱体部分浸入0.9140
圆柱体浸没深度h10.8150
圆柱体浸没深度h20.8150
(1)通过分析表格中的数据,可以得出,浮力的大小等于(选填,大于、小于或等于)物体对液体压力的大小,此外,他们还发现,物体浸没时浮力与浸入的深度无关(选填,有关或无关)
(2)由实验中的数据可见知,该圆柱体的密度为5×103kg/m3
<三>实验结束后,多多联想到压强知识,提出了下面问题,请你帮助他解答,
圆柱体从部分浸入水中到完全浸没,圆柱体下表面受到水的压强变大;烧杯对天平的压强变大.(以上两空均选填,变大,变小或不变)

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