如图所示,是使用汽车打捞水下重物的示意图。汽车通过滑轮组打捞水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以0.3m/s的速度向右水平匀速运动。重物在水面下被提升的过程共用时50s,汽车拉动绳子的功率P1为480W。重物开始露出水面到完全被打捞出水的过程共用时10s,此过程中汽车拉动绳子的功率逐渐变大,当重物完全被打捞出水后,汽车的功率P2比P1增加了120W,且滑轮组机械效率为80%。忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦,g取10N/kg。求:
(1)重物浸没在水中所受浮力;
(2)打捞前重物上表面受到水的压力;
(3)被打捞重物的密度
如图所示,科技馆里甲、乙两位同学利用滑轮组把自己匀速提升至高处。如图甲所示,甲同学匀速提升自已时的拉力F1为120N,滑轮组提升甲同学的机械效率为η1;如图乙所示,乙同学利用另一套滑轮组匀速提升自已时的拉力F2为80N,滑轮组提升乙同学的机械效率为η2。已知η1:η2=10:9,甲同学匀速提升自己时对吊板的压力N1与乙同学匀速提升自己时对吊板的压力N2之比为19:23,甲、乙两位同学拉力的功率相等。不计绳重和滑轮轴摩擦。求:
(1)在匀速提升自己时,甲、乙两同学上升速度之比;
(2)甲、乙两位同学各自所受的的重力G甲和G乙。
用如图(1)所示的装置提升重物,水平横梁AB 固定在支架C顶端,OA: OB=4:1。横梁A端挂一底面积为S=0.1m2的配重M,横梁B端下挂着由质量相等的四个滑轮组成的滑轮组,用此滑轮组多次提升不同的物体,计算出滑轮组的机械效率,并记入下面的表格。
物重G/N |
60 |
80 |
100 |
180 |
机械效率η |
0.75 |
0.80 |
0.833 |
0. 90 |
现用滑轮组分别提升甲、乙两个物体:在水面以上提升密度为ρ甲=0.75kg/dm3的甲物体时,绳自由端的拉力为F1,F1做的功为W1,配重M对地面的压强变化量为ΔP1;在水面以下提升密度为ρ乙=5.6kg/dm3的乙物体时,绳自由端的拉力为F2,F2做的功为W2,配重M对地面的压强变化量ΔP2。
F1、F2所做的功随时间变化的关系如图(2)所示。已知:甲、乙两物体的体积关系为V甲=4V乙,提升甲、乙两物体时速度相同。(不计绳的质量、杠杆的质量、轮与轴的摩擦、水对物体的阻力。取g =10N/kg)求:
(1)配重M对地面的压强变化量的差ΔP2-ΔP1
(2)滑轮组提升浸没在水中的乙物体时的机械效率。(保留百分号前面一位小数)
如图所示,用带有水桶的滑轮组把水从蓄水池中提到h=7m高的阳台,空水桶B的质量为2kg,POQ为固定支架,轻质杠杆MN可绕固定支点O转动,OM:ON=5:1,A为正方体配重,底面积为10-2m2,用绳索与杠杆N端相连,并保持杠杆水平。小明用力F1可匀速提升一满桶水,用力F2可匀速提升半桶水,且F1-F2=150N,F1:F2=32:17,(不计定滑轮的质量、绳子的质量及轮与轴的摩擦,g=10N/kg)求:
(1)水桶的容积;
(2)提升半桶水时滑轮组的机械效率;
(3)若提升满桶水从水面到阳台用时70s,则小明做功的功率为多少?
(4)提升满桶水与半桶水时,配重A对水平地面的压强差为多少?
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。
如图所示,质量为8t(含动滑轮等附属设备的质量)的一台起重机正将一箱箱设备吊装到施工台上,其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的.已知每箱设备重4000N,施工台距离地面的高度为3m,当起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时,动滑轮上每段钢绳的拉力是2500N.(忽略钢绳的重力和摩擦)
(1)求动滑轮的机械效率;
(2)起重机工作时汽车轮胎离开地面,若支架与地面接触的总面积为1.2m2,求此时起重机对地面的压强;
(3)如图所示起重臂OA长12m,与水平方向夹角为30°(如图所示),伸缩支撑臂为圆弧状,伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,作用点为B且OB=4m,求支撑臂给起重臂的支持力(忽略起重臂自重,直角三角形OAC中当=30°时,≈0.87);
(4)为了节省时间,加快施工进度,起重机同时将两箱设备以0.2m/s的速度.匀速提升到施工台.求这种情况下,动滑轮上钢绳自由端拉力的功率.
汽车是我们熟悉的交通工具,它给我们的生活提供了便利,促进了社会经济的发展。某型号四轮汽车质量为1.6×103Kg,每个轮子与地面的接触面积为0.02m2,当它以15m/s的速度在平直路面上匀速行驶时,受到的阻力为600N,每行驶100Km消耗汽油量为8L。完全燃烧1L汽油释放的能量为3.6×107J(取g=10N/Kg)。求:
(1)汽车静止时对路面的压强。
(2)汽车以15m/s的速度匀速行驶时,牵引力的功率。
(3) 汽车以15m/s的速度匀速行驶时,汽车的效率。
某同学在“测滑轮组机械效率”的实验中,用图甲所示的装置匀速提起重物,并做了如下实验记录:
钩码重G(N) |
钩码上升高度h(m) |
测力计拉力F(N) |
测力计移动距离s(m) |
2 |
0.1 |
0.4 |
0.3 |
(1)对该同学的实验记录进行分析,就会发现他的实验结果是违背物理规律的,其表现是:
(2)你会发现导致实验结果违背物理规律的原因.其原因是 .纠正错误后,可计算出该滑轮组的机械效率为 .
(3)若增加提升钩码的个数,该滑轮组的机械效率将 (填“增大”、“不变”或“减小”).影响该滑轮组机械效率的因素还有 .
如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,绳重和摩擦忽略不计,在物体匀速上升的过程中
A.甲图省力,机械效率甲图大 |
B.甲图省力,机械效率一样大 |
C.乙图省力,机械效率乙图大 |
D.乙图省力,机械效率一样大 |
我国是世界上第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,g=10N/kg,绳子重力不计.请问:
(1)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?
(2)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;
(3)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)
为了将放置在水平地面上、重G=100 N的重物提升到高处。小明同学设计了图(甲)所示的滑轮组装置。当小明用图(乙)所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,物体上升速度v随时间变化关系图像为图(丙),物体上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图(丁)所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2 m2,不计摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求:
(1)没有拉力作用在物体上时,物体对地面的压强是多少?
(2)匀速提升物体时,滑轮组的机械效率多大?
(3)在1~2s内,拉力F做的功是多少?
今年5月以来我国南方普降大雨,多地发生泥石流,一块巨石滚到了公路上,抢修人员正在用如图所示的装置将石头拖离公路.若石头的质量为1.2×103㎏,与地面的接触面积为0.2 m2,石头在水平路面上被匀速直线拉动,10 s内绳子自由端沿水平方向匀速直线移动了3 m,石头受到的摩擦阻力为3.6×103 N,绳子自由端的拉力为1500 N.
求:(1)石头静止在水平地面上时,对地面的压强。
(2)绳子自由端拉力的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
小华为帮助爸爸搬运装修材料设计了如图所示的甲、乙两种方案,小华采用相同的滑轮组按不同的搬运方案,分别将地面上质量相同的材料匀速运送到二楼,所用拉力分别为F甲、F乙,它们的机械效率分别为η甲、η乙,则下列关系正确的是(不计绳重与摩擦)
A.F甲>F乙η甲=η乙 | B.F甲<F乙η甲<η乙 |
C.F甲>F乙 η甲>η乙 | D.F甲<F乙 η甲=η乙 |
甲图是密封式自由降落救生艇,在紧急情况下可使船员快速离开事故母船。
乙表是其部分参数。(g取10N/kg)
(1)救生艇要求满载静止时至少有一半体积露出水面,则救生艇整体体积不能小于多少m3?
(2)在某次演习中.将这艘空载的救生艇从滑道底端匀速拉到顶端,用时50s。如果滑道的机械效率为90%.那么救生艇所受拉力的功率为多少W?
如图,工人用定滑轮匀速提升重为180 N的物体,所用的拉力为200 N,在5s内物体升高的高度为2 m此过程中定滑轮的机械效率是_____,有用功的功率是_______W