如图所示,用滑轮组沿竖直方向提升重物,10s内使物体匀速上升2m。已知物体重400 N,动滑轮重100N,不计绳重和摩擦,求:
(1)有用功;(2)拉力的功率;(3)滑轮组的机械效率;
如图是工人提升物体的装置示意图,其中AB是一个不计重力、可以绕O点转动的杠杆,且AO:OB=2:5,杠杆B端系有重为1056N物体D,杠杆A端固定着滑轮组。质量为60kg的工人站在水平地面上,他对地面的压强p0=1.2×104Pa。当他利用该装置匀速提升重物M时,物体D受到的支持力为N1,工人对地面的压强p1=0.8×104Pa,此时滑轮组的机械效率η=90%;当工人利用该装置匀速提升重物N时,物体D受到的支持力为N2,工人竖直向下的拉力为F2;已知N1: N2="5:" 2,每个滑轮质量都相等,绳重及滑轮与轴的摩擦不计,g取10N/kg。求:
(1)提升重物M时工人竖直向下的拉力F1。
(2)提升重物N以0.5m/s的速度匀速上升时工人拉力的功率P。
如图20所示是水库大坝闸门开闭装置示意图,设闸门为高5m,底面积0.6m2的长方体,用密度为8´103kg/m3的合金材料制成。某时刻,闸门浸入水中深度为4m,且不触底,闸门顶端挂在与电动机相连的动滑轮下处于静止状态,(钢缆和滑轮的重力、轮与轴间的摩擦、闸门与固定滑轨的摩擦、水库水位的变化均不计,g取10N/kg)
求:(1)闸门所受的重力。
(2)闸门底部受到水的压强。
(3)浸入水中深度为4 m时电动机对钢缆的拉力为F1,当闸门由上述位置以0.2m/s的速度在水中匀速上升5s时,电动机对钢缆拉力为F2,计算F1与F2的比值。
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.
如图所示,重物A是体积为10dm3,密度为7.9×103kg/m3的实心金属块,将它完全浸没在水中,始终未提出水面。若不计磨擦和动滑轮重,要保持平衡。(g=10N/kg)求:
(1)重物A受到的浮力为多少?
(2)作用于绳端的拉力F是多少?
(3)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是多少?
(4)若实际所用拉力为300N,此时该滑轮的效率是多少?
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?
利用图所示装置,把质量为4kg、密度为4×103kg/m3的薄石块从水面下5m处拉出水面后,再提升了8m,共用时间10s。动滑轮重为20N(不计绳重及滑轮与轴间的摩擦及水对石块的阻力,设石块的两个上升过程都为匀速)。
(1)当薄石块浸没在水中5m深处时,它受到的水的压强是多少?
(2)当薄石块浸没在水中时,它受到的浮力是多少?
(3)在整个过程中拉力F做功的功率是多少?(可近似认为石块离开水面前浮力大小不变)
工人用如图所示的滑轮组提升重物,在10s内将质量为100kg的重物匀速提升2m,已知滑轮组的机械效率为80%,在提升重物过程中克服摩擦所做的功是294焦耳.(g=10N/kg)
求:
(1)工人做的有用功;
(2)总功;
(3)工人的拉力的功率;
(4)动滑轮重.
用如图20所示的滑轮组提升重物G,已知每个动滑轮重150N,绳子所能承受的最大拉力为400N,绳重和摩擦均不计。求:
(1)若重物G为500N,要使物体匀速上升,作用在绳自由端的拉力多大?
(2)若在5s内能将该重物匀速提高2m,那么绳子自由端移动的速度是多少?
(3)用此滑轮组最多能提起多重的物体?
如图所示装置,杠杆OB可绕O点在竖直平面内转动,OA∶AB=1∶2。当在杠杆A点挂一质量为300kg的物体甲时,小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为F1,杠杆B端受到竖直向上的拉力为T1时,杠杆在水平位置平衡,小明对地面的压力为N1;在物体甲下方加挂质量为60kg的物体乙时,小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为F2,杠杆B点受到竖直向上的拉力为T2时,杠杆在水平位置平衡,小明对地面的压力为N2。已知N1∶N2=3∶1,小明受到的重力为600N,杠杆OB及细绳的质量均忽略不计,滑轮轴间摩擦忽略不计,取g =10N/kg。求:
(1)拉力T1;
(2)动滑轮的重力G。
在图所示的装置中DC=3m,OD=1m,A、B两个滑轮的质量均为2kg,A是边长为20 cm、密度为
的正方体合金块,当质量为60kg的人用
80N的力沿竖直方向向下拉绳时,合金块A全部浸没在密度为
的液体中,杠杆恰好在水平位置平衡,此时人对地面的压强为
;若人缓慢松绳,使合金块下降并与容器底接触(但不密合),当人用
60N的力向下拉绳时,人对地面的压强为
,容器底对A的压强为
。 (杠杆DC的质量不计,
、
)
求:(1)液体的密度
;(2)
。
如图是某同学设计的简易打捞装置结构示意图。AOB是以O点为转轴,长为4m的轻质横梁, AB呈水平状态,AO=1m。在横梁上方行走装置可以在轨道槽内自由移动,行走装置下方固定有提升电动机。提升电动机通过细绳和滑轮组提起重物。固定在水平地面上的配重T通过细绳与横梁A端相连,GT=3000N。当行走装置处于C位置时,开始打捞物体A。质量mA是100kg、体积V为0.04m3 物体A在水中匀速上升时,地面对配重T的支持力是N1,滑轮组的机械效率为75%;当物体A全部露出液面,滑轮组将物体A以v是0.1m/s的速度匀速竖直向上提升1m,此时电动机拉动细绳的功率为P,地面对配重T的支持力是N2;N1∶N2=5∶1,若行走装置和提升电动机及定滑轮的总质量m2是20kg,,忽略细绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力,g取10N/kg。求
(1)动滑轮的重力G动
(2)电动机拉动细绳的功率P
(3)OC的距离
如图所示 支撑杠杆水平平衡的支架AOB随物体M在液体中能上下运动自动升降,物体M的密度为2.7×103kg/m3,轻质杠杆LOA∶LOB=2∶5。某同学质量为60kg,利用这个装置进行多次实验操作,并将实验数据记录于表格中(表格中F浮为物体所受的浮力、h为物块浸入液体的深度,P为液体对容器底部的压强),在各次操作过程中可认为杠杆始终保持水平。其中一次实验用力F1拉动绳自由端匀速竖直向下运动,该同学对地面的压强为独立站在地面时对地压强的一半,滑轮组的机械效率η=90%。已知,物体M浸没在液体中时,液体深度1.8m(绳的重力、滑轮与轴的摩擦及液体对物体的阻力不计。g=10N/kg)。
| F浮/ N |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
600 |
600 |
| h/m |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
| P/ pa |
16725 |
16975 |
17225 |
17425 |
17725 |
18000 |
18000 |
18000 |

求:
(1)拉力F1的大小;
(2)液体的密度;
(3)物体M完全露出液体表面时,滑轮组的机械效率(百分号前面保留整数);