如圖是工人提升物體的裝置示意圖,其中AB是一個不計重力、可以繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿,且AO:OB=2:5,杠桿B端系有重為1056N物體D,杠桿A端固定著滑輪組。質(zhì)量為60kg的工人站在水平地面上,他對地面的壓強p0=1.2×104Pa。當他利用該裝置勻速提升重物M時,物體D受到的支持力為N1,工人對地面的壓強p1=0.8×104Pa,此時滑輪組的機械效率η=90%;當工人利用該裝置勻速提升重物N時,物體D受到的支持力為N2,工人豎直向下的拉力為F2;已知N1: N2=5: 2,每個滑輪質(zhì)量都相等,繩重及滑輪與軸的摩擦不計,g取10N/kg。求:
(1)提升重物M時工人豎直向下的拉力F1。
(2)提升重物N以0.5m/s的速度勻速上升時工人拉力的功率P。
(1)200N(2)600w
【解析】
試題分析:利用人對地面產(chǎn)生的壓強的變化,根據(jù)人的受力情況首先求出當提升物體M時人對滑輪組的拉力;當提升物體M時,分別以物體M、動滑輪、A端定滑輪、杠桿、配重D為研究對象進行受力分析,根據(jù)滑輪組的機械效率先求出物體M的重力和動滑輪的重力;然后根據(jù)力的平衡和杠桿的平衡條件列出等式,求得物體D受到的支持力為N1;得出N1后根據(jù)已知N1:N2=5:2,求出N2,分析出當提升物體N時物體N、動滑輪、A端定滑輪、杠桿、配重D受力情況,再對以上物體根據(jù)力的平衡和杠桿的平衡條件逐步求出人得拉力F2、最后即可求功率P。
當人站在地面上時受力分析如圖1:
當提起物體M時各物體受力分析如圖2:
當提起物體N時各物體受力分析如圖3:
(1)由圖可知:G人=p0S人 ①
G人=F人1+p1S人 ②
由①②式得:
F1=200N
(2)提升重物M時,GM+G輪=2F1=400N
η= =
GM=360N G輪=40N
FA1=3F1+ G輪=640N
FA1×L1= FB1×L2
FA1×L1=(GD N1)×L2
N1= GD FA1=1056N
640N=800N
N2=800N=320N
FA2×L1=(GD N2)×L2
FA2=(GD N2)=
×(1056N 320N)=1840N
FA2=3F2+G輪
F2= (FA2 G輪)/3=600N
工人提升重物N以0.5m/s的速度勻速上升時的功率為P,
P= F22v=600N×2×0.5m/s=600W
考點:力學綜合
科目:初中物理 來源: 題型:
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科目:初中物理 來源:2012屆河南省駐馬店市九年級第二次質(zhì)量檢測物理試卷(帶解析) 題型:填空題
如圖,工人用定滑輪勻速提升重為180 N的物體,所用的拉力為200 N,在5s內(nèi)物體升高的高度為2 m此過程中定滑輪的機械效率是_____,有用功的功率是_______W
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