题目内容
如图所示,质量不计的轻板AB可绕转轴O在竖直面内转动,OA=0.4m,OB=1.6m.地面上质量为15kg、横截面积为0.3m2的圆柱体通过绳子与A端相连.现有大小不计、重为50N的物体在水平拉力F=10N的作用下,以速度V=0.2m/s从O点沿板面向右作匀速直线运动.g=10N/kg.求:
(1)物体开始运动前,圆柱体对地面的压强;
(2)物体在板面上运动的时间;
(3)物体在板面上运动过程中,拉力F做的功及功率.
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解:(1)物体开始运动前,圆柱体对地面的压力:
F压=G圆柱=m圆柱g=15kg×10N/kg=150N,
圆柱体对地面的压强:
p=
=
=500Pa;
(2)由杠杆的平衡条件可得:
G圆柱•OA=G物体•s,
则物体恰好离开地面时运动的距离:
s=
OA=
×0.4m=1.2m,
由v=
可得,物体在板面上运动的时间:
t=
=
=6s;
(3)物体在板面上运动过程中,拉力F做的功:
W=Fs=10N×1.2m=12J,
拉力的功率:
P=
=
=2W.
答:(1)物体开始运动前,圆柱体对地面的压强为500Pa;
(2)物体在板面上运动的时间为6s;
(3)物体在板面上运动过程中,拉力F做的功为12J,功率为2W.
在探究“滑轮组机械效率”时,小强利用两组滑轮组进行了4次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据,如下表:
| 实验 次数 | 物重 G物/N | 动滑轮重 G动/N | 钩码上升的 高度h/m | 动力 F/N | 动力作用点移动的距离s/m | 滑轮组的机 械效率η/% |
| 1 | 1 | 0.5 | 0.1 | 0.7 | 0.3 | 47.6 |
| 2 | 2 | 0.5 | 0.1 | 1.1 | 0.3 | 60.6 |
| 3 | 4 | 0.5 | 0.1 | 2 | 0.3 | |
| 4 | 4 | 1 | 0.1 | 0.5 | 50.0 |
⑴ 根据表中前3次实验数据,画出甲图中滑轮组的绕绳方法。
⑵ 在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量 匀速向上拉动弹簧测力计,读出乙图中弹簧测力计的示数为 N,第3次实验时滑轮组的机械效率为 。
⑶ 由表中第 组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关。
⑷ 由表中第3 4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与摩擦和 有关,请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功 J 。
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