如图甲所示,B是一个固定支架,由立柱和两侧装有定滑轮的水平横梁组成,物体M在横梁上可左右移动,M的左端用钢绳跨过定滑轮与电动机相连,右端用钢绳跨过定滑轮与滑轮组相连,滑轮组下挂一实心物体A,其密度ρA=5×103kg/m3,体积VA=0.024m3。当电动机不工作时(可视电动机对钢绳无拉力作用),将物体A浸没在水中,物体A可以通过滑轮组拉着物体M向右匀速运动;当电动机用一个竖直向下的力F1拉钢绳时,物体A在水面下以速度υ1=0.1m/s匀速上升,滑轮组的机械效率为η1;当物体A完全露出水面后,电动机用力F2拉钢绳,物体A匀速上升,滑轮组的机械效率为η2。在以上过程中,电动机对钢绳的拉力的大小随物体A上升高度的关系如图乙所示,电动机以F1、F2拉钢绳时的功率始终为P。(不计钢绳的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力。取g =10N/kg)
求:
(1)滑轮组的机械效率η1:η2
(2)电动机的功率P
图是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意图。O为杠杆BC的支点,CO:OB=1:4。配重E通过绳子竖直拉着杠杆C端,其质量mE=644kg。定滑轮和动滑轮的质量均为m0。人拉动绳子,通过滑轮组提升浸没在水中的物品。当物体A在水面下,小明以拉力F1匀速竖直拉动绳子,滑轮组的机械效率为η1,配重E对地面的压力为N1;当物体A完全离开水面,小明以拉力F2匀速竖直拉动绳子,滑轮组的机械效率为η2,配重E对地面的压力为N2。已知:GA=950N,η2=95%,N1:N2=6:1,绳和杠杆的质量、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对物体A的阻力均可忽略不计,g取10N/kg。求:
(1)物体在水面下受到的浮力;
(2)F1:F2的值
(3) η1的大小。
小明设计的压力传感器如图。它的主要构成部分:支板和压力杠杆ABO,压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻),显示压力大小的仪表A(实质是电流表)、滑轮组合(滑轮组合由动滑轮Q和安装在水平杆CD上的两个定滑轮组成)。图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面上。设支板和压力杠杆ABO、杠杆组件的质量、绳的质量,滑轮与轴的摩擦可以忽略不计。接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8V,取g=10N/kg。其中AO∶BO=5∶1,压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示
| 压力F/N |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
… |
电阻R/![]() |
300 |
270 |
240 |
210 |
180 |
150 |
120 |
… |
当支板上放重物G1=650N时,小明以拉力F1匀速拉动绳子,使物体压在支板上时,压力杠杆ABO在水平位置平衡,此时电流表的示数为20mA;当支板上放重物G2=1500N时,小明以拉力F2匀速拉动绳子,使物体压在支板上时,压力杠杆ABO仍在水平位置平衡,此时电流表的示数为32mA;且F1: F2=2:3
请回答:(1)当电流表的示数为25 mA且压力杠杆ABO在水平位置平衡时,支板处受到的压力为多大?(2)若人的体重为700N,当支板上放重物G1和重物G2两种情况下,人匀速拉绳时对地面的压强P1和P2之比为多少?
如阁所示,杠杆AB放在钢制水平凹槽BC中,杠杆AD能以B点或C点力支点在竖直平面内转动,BC=0.2m,细绳的一端系在杠杆的A端,另一端绕过动滑轮固定在天花板上,物体E挂在动滑轮的挂钩上,浸没在水中的物体H通过细绳挂在杠杆的D端,与杠扞D端固定连接的水平圆盘的上表面受到的压力为F。已知
,动滑轮的质量
,物体H的密度
,AD= 0.8m,CD =" 0.2m" ,杠杆、圆盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计,g取
,为使扛杆AD保持水平平衡,求:
(1)物体E的最小质量m;
(2)物体H的最小体枳V.
如图甲所示,正方体A边长0.2m,作为配重使用,杠杆OE:OF=2:3,某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B, 圆柱体B的体积是密闭容器D的
;旁边浮体C的体积是0.1m3,该同学站在浮体C上,总体积的
浸入水中;该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端,手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图24乙所示;密闭容器D上升速度0.05m/s保持不变,密闭容器D被提出水后,圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面,同时手松开绳子时,浮体C露出水面的体积减少总体积的
;在提升全过程中,配重A始终没有离开地面。两个定滑轮总重10 N.(绳的重力,滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计。g=10N/kg),求:
(1)圆柱体B的重力;
(2)密闭容器D离开水面时,滑轮组提升重物B的机械效率;(百分号前面保留整数);
(3)圆柱体B的密度;
(4)在提升全过程中配重A对地面的压强的最大变化量。
如图乙所示是一种起重机的简图,为了保证起重机起重时不会翻到,在起重机右边配有一个重物m0;已知OA=12m,OB=4m。用它把质量为2×103kg,底面积为0.5m2的货物G匀速提起(g=10N/kg)。求:
(1)起吊前,当货物静止在水平地面时,它对地面的压强是多少?
(2)若起重机自重不计,要使起重机吊起重物时平衡,右边的配重m0应为多少千克?
(3)如果起重机吊臂前端是由如图甲所示的滑轮组组成,动滑轮总重100kg,绳重和摩擦不计。如果拉力的功率为6kw,则把2×103kg的货物匀速提高10m,拉力F的大小是多少?需要多少时间?
如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图,吊臂前端由滑轮组组成,动滑轮总重300Kg,绳重核摩擦不计.现在用此起重机从水中把质量为2×103Kg,体积为0.8m3的物体G匀速提起,滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3KW(g=10N/Kg,ρ水=1.0×103Kg/m3).求:
(1)物体完全浸没在水中时受到的浮力;
(2)物体离开水面前拉力F的大小;
(3)物体离开水面前上升的速度;
(4)物体离开水面前,滑轮组的机械效率多大.
如图所示,通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m,(不计绳重和摩擦),求:(1)动滑轮重;(2)绳自由端的移动速度为多大?(3)若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳自由端的拉力至少多大?
如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图。该装置主要由不计重力的滑轮C、D,长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成。物块A通过细绳与滑轮C相连,物块B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动,杠杆始终在水平位置平衡,且MO:ON=1:2。已知物块A的密度为1.5×103kg/m3,底面积为0.04m2,高1 m,物块B的重力为100N。滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计,求:
(1)当物块A的顶部刚没入水面时,底部受到水的压强大小;
(2)当物块A的顶部刚没入水面时,物块A所受的拉力大小;
|
(3)若水位发生变化,当电子秤的示数为40 N时,求物块A浸入水中的深度。
我国是世界上一个成功完成海底沉船整体打捞工作的国家,图甲是起重工程船将“南海1号”沉船打捞出水的情况。为分析打捞工作,我们可以将实际打捞过程简化为如图乙所示的滑轮组竖直向上提升水中的金属物。已知正方体实心金属物的体积V=1×10-2m3,密度ρ金=7.9×103kg/m3,ρ水=1×103kg/m3,绳子重力不计。请问:
⑴若不计摩擦和滑轮重,当金属物始终浸没在水中时,需要多大的竖直向上拉力作用于绳子自由端才能将金属物匀速提升?
⑵若仍不计摩擦,但动滑轮重G0=60N,要求在1min内将始终浸没在水中的金属物匀速提升6m,求绳子自由端竖直向上拉力的功率;
⑶若将金属物完全提出水面后继续向上匀速提升的过程中,该滑轮组的机械效率为94%,问作用于绳子自由端竖直向上的拉力是多大?(计算结果保留整数)
如图是一个上肢力量健身器示意图。配重A的底面积为5×10-2m2,放在地面上对地面的压强P0为2×104Pa。B、C都是定滑轮,D是动滑轮;杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE∶OH=3∶5。小成受到的重力为500N,他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为T1时,杠杆在水平位置平衡,小成对地面的压力为F1,配重A受到的拉力为FA1,配重A对地面的压强P1为8×103 Pa。小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时,杠杆仍在水平位置平衡,小成对地面的压力为F2,配重A受到的拉力为FA2,配重A对地面的压强P2为6×103Pa。已知F1∶F2=18∶17,杠杆EH和细绳的质量均忽略不计。
求:
(1)配重A受到的重力GA;
(2)拉力T1;
(3)动滑轮D受到的重力G。
利用如图所示的装置,把体积为
,密度为
的薄石块从水面下2m处拉出水面后,再提升了5m,共用时间10s,动滑轮重为20N(不计绳子与滑轮间的摩擦,设石块的两个上升过程都是匀速)。求:
(1)在整个过程中拉力F的功率(注:在计算时可认为薄石块在离开水面前浮力的大小保持不变)。
(2)石块离开水面后提升5m过程中,这个装置的机械效率是多少?(
)
如图所示的滑轮组,某人用200N的拉力将重为480N的物体匀速提起2m,所用的时间为5s(不计摩擦和绳重)。求:
(1)总功及其功率各是多少?
(2)滑轮组的机械效率是多少?
(3)此动滑轮的重力为多少N?
(4)若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升时,它的机械效率又是多少?
如图所示,小明用滑轮组提升重为640N的物体A,当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中,物体A所受浮力为80N,已知小明自身的重为600N,动滑轮重为120N,不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力,求:(g取l0N/kg)
(1)物体A密度为多少?
(2)小明对绳子竖直向下的拉力大小为多少?
(3)小明对地面的压力大小为多少?