题目内容
求:(1)拉力F1的功率P.
(2)增加的配重GA′.
(3)η1:η2.
分析:1、对动滑轮、配重A组成的整体受力分析,由平衡条件求支点P对配重A的支持力FP;对杠杆进行受力分析,由平衡条件求杠杆对液压装置的支持力FQ;
液压装置B进行受力分析,由杠杆平衡条件,求出液压装置B所受的重力GB.
2、对动滑轮、配重A组成的整体,由平衡条件求支点P对配重A的支持力FP1;对液压装置B进行受力分析,由力的平衡条件求对踏板施压力N1,N2;
对杠杆进行受力分析,由杠杆平衡条件求杠杆对液压装置的支持力FQ1;由功率公式P=FV求F1的功率,求出滑轮组效率η1.
3、对液压装置B进行受力分析,由平衡条件求杠杆对B的支持力FQ2;对杠杆进行受力分析,由杠杆的平衡条件求杠杆P对A的支持力FP2;
对动滑轮、配重A,A′组成的整体,由平衡条件,求配重A′所受的重力,然后求滑轮组的效率η2.
液压装置B进行受力分析,由杠杆平衡条件,求出液压装置B所受的重力GB.
2、对动滑轮、配重A组成的整体,由平衡条件求支点P对配重A的支持力FP1;对液压装置B进行受力分析,由力的平衡条件求对踏板施压力N1,N2;
对杠杆进行受力分析,由杠杆平衡条件求杠杆对液压装置的支持力FQ1;由功率公式P=FV求F1的功率,求出滑轮组效率η1.
3、对液压装置B进行受力分析,由平衡条件求杠杆对B的支持力FQ2;对杠杆进行受力分析,由杠杆的平衡条件求杠杆P对A的支持力FP2;
对动滑轮、配重A,A′组成的整体,由平衡条件,求配重A′所受的重力,然后求滑轮组的效率η2.
解答:解:(1)当F=200N,PO:OQ=1:4时

对动滑轮和A整体受力分析如图1(a)所示:3F+FP=GA+G动 ;
FP=GA+G动-3F=1500N+100N-3×200N=1000N.
对杠杆PQ 受力分析如图1(b)所示:FP×OP=FQ×OQ;
FQ=
=
=250N
对B受力分析如图1(c),由平衡条件得:GB=FQ=250N
(2)当F1=2F=400N,PO′:O′Q=1:1时

对动滑轮和A整体受力分析如图2(a)所示:3F1+FP1=GA+G动;
FP1=GA+G动-3F1=1500N+100N-3×400N=400N
对杠杆PQ 受力分析如图2(b)所示:FP1×O′P=FQ1×O′Q;
FQ1=
=
=400N
对B受力分析如图2(c):N1+GB=FQ1 ,则N1=FQ1-GB=400N-250N=150N.
而:N1:N2=3:11; 所以:N2=550N
由v1=3v=0.6m/s; F1 的功率:P=F1v1=240W.
滑轮组效率η1=
=
①
(3)当F2=3F=600N,PO'':O''Q=4:1时

对B受力分析如图3(c):N2+GB=FQ2,FQ2=N2+GB=550N+250N=800N
对杠杆PQ 受力分析如图3(b)所示,FP2×O''P=FQ2×O''Q;
FP2=
=
=200N
对动滑轮、A和增加的配重整体受力分析如图3(a)所示:3F2+FP2=GA+G动+GA′;
则增加的配重A′所受重力为:GA′=3F2+FP2-GA-G动=3×600N+200N-1500N-100N=400N
不计绳和滑轮的摩擦,可得滑轮组效率:η2=
=
②
得:
=
.
答:(1)拉力F1的功率是240W.(2)增加的配重GA′=400N.(3)
=
.
对动滑轮和A整体受力分析如图1(a)所示:3F+FP=GA+G动 ;
FP=GA+G动-3F=1500N+100N-3×200N=1000N.
对杠杆PQ 受力分析如图1(b)所示:FP×OP=FQ×OQ;
FQ=
| FP×OP |
| OQ |
| 1000N×1 |
| 4 |
对B受力分析如图1(c),由平衡条件得:GB=FQ=250N
(2)当F1=2F=400N,PO′:O′Q=1:1时
对动滑轮和A整体受力分析如图2(a)所示:3F1+FP1=GA+G动;
FP1=GA+G动-3F1=1500N+100N-3×400N=400N
对杠杆PQ 受力分析如图2(b)所示:FP1×O′P=FQ1×O′Q;
FQ1=
| FP1×O′Q |
| O′P |
| 400N×1 |
| 1 |
对B受力分析如图2(c):N1+GB=FQ1 ,则N1=FQ1-GB=400N-250N=150N.
而:N1:N2=3:11; 所以:N2=550N
由v1=3v=0.6m/s; F1 的功率:P=F1v1=240W.
滑轮组效率η1=
| W1有 |
| W2总 |
| (GA-FP1)h |
| 3F1h |
(3)当F2=3F=600N,PO'':O''Q=4:1时
对B受力分析如图3(c):N2+GB=FQ2,FQ2=N2+GB=550N+250N=800N
对杠杆PQ 受力分析如图3(b)所示,FP2×O''P=FQ2×O''Q;
FP2=
| FQ2× O,,Q |
| O,,P |
| 800N×1 |
| 4 |
对动滑轮、A和增加的配重整体受力分析如图3(a)所示:3F2+FP2=GA+G动+GA′;
则增加的配重A′所受重力为:GA′=3F2+FP2-GA-G动=3×600N+200N-1500N-100N=400N
不计绳和滑轮的摩擦,可得滑轮组效率:η2=
| W2有 |
| W2总 |
| (GA+GA′-FP2)h |
| 3F2h |
| ① |
| ② |
| η1 |
| η2 |
| 33 |
| 34 |
答:(1)拉力F1的功率是240W.(2)增加的配重GA′=400N.(3)
| η1 |
| η2 |
| 33 |
| 34 |
点评:本题考查了:受力分析、力的平衡、杠杆的平衡、机械效率等知识点,物理情景及物理过程复杂,是一道难题,解题时应注意解题步骤,总结解题方法.
练习册系列答案
相关题目