物理
(2012·哈尔滨)同学们共同研究滑轮的特点:
(1)他们研究定滑轮特点时,做的实验如甲图所示,据此可证明:使用定滑轮
能改变动力方向,但不能省力
能改变动力方向,但不能省力
.
(2)他们研究动滑轮特点时,用动滑轮匀速竖直提升重物,如乙图所示.据此可知,使用动滑轮
能省力,但不能改变力的方向
能省力,但不能改变力的方向
.
(3)他们组装了滑轮组,发现使用滑轮组提升重物时能省力,于是他们想:利用滑轮组提升重物能否省功呢?为此,他们进行的实验如丙图所示.请根据丙图信息.写出分析数据的具体过程,并回答他们的问题.
(2003·内江)在测定滑轮组的机械效率的实验中,采用如图所示的安装方法,则滑轮组由
3
3
段绳子吊着物体.
(2002·温州)一个自重600牛的人站在井口,他通过滑轮组在1分钟内将重为360牛的物体从10米深的井底匀速提到井口(如右图).不计动滑轮和绳重、滑轮摩擦力,请回答下列问题:
①这个人在上述过程中做功的功率多大?
②这个人每只脚同井口地面的接触面积为200厘米
3
,在提升重物时,这个人对地面压强为多大?
(2012·铁西区二模)一人站在地面上,想利用滑轮组将重1200N的物体提高,但手头只有一根能承受300N拉力的绳子.请你帮他选用合适的滑轮组成滑轮组,将任务完成.(既省力,又方便,不计动滑轮重及摩擦)
(2011·延庆县一模)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,G
T
=3000N.当行走装置处于C位置时,开始打捞物体A.质量m
A
是100kg、体积V为0.04m
3
物体A在水中匀速上升时,地面对配重T的支持力是N
1
,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N
2
;N
1
:N
2
=5:1,若行走装置和提升电动机及定滑轮的总质量m
2
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.
(2011·泗阳县模拟)如图所示,物体G=500N,在拉力F的作用下物体匀速运动了2m,运动的速度是0.2m/s.若拉力所做的功是600J,且滑轮组的机械效率是80%,求:
(1)拉力F做功的功率是多少?
(2)物体所受的摩擦力是多大?
(2011·丰台区一模)如图所示,物体A重1000N,其体积为4×10
-2
m
3
,B、C都是完全相同的动滑轮;杠杆DE可绕O点在竖直平面内转动,OE:OD=2:1.小成受到的重力为600N,当物体A完全浸没在水中时,他通过细绳在E点施加竖直向下的拉力F
1
,杠杆在水平位置平衡,小成对地面的压强为p
1
;当物体A有一半体积露出水面时,小成在E点施加竖直向下的拉力F
2
,杠杆仍在水平位置平衡,小成对地面的压强为p
2
,已知p
1
:p
2
=5:3,杠杆ED和细绳的质量,以及滑轮的轴摩擦均忽略不计.求:
(1)物体A浸没在水中受到的浮力;
(2)动滑轮B受到的重力G
动
;
(3)小成在E点施加竖直向下的拉力F
2
.
(2011·东城区二模)如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图.该装置主要由滑轮C、D,物体A、B以及轻质杠杆MN组成.物体A通过细绳与滑轮C相连,物体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:MN=1:3.物体B受到的重力为100N,A的底面积为0.04m
2
,高1m.当物体A恰好浸没在水中时,物体B对电子秤的压力为F
1
;若水位下降至物体A恰好完全露出水面时,物体B对电子秤的压力为F
2
,已知:每个滑轮的重力为20N,F
1
﹕F
2
=27﹕7.滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计,g取10N/kg.求:
(1)物体A的底部距水面深为0.75m时,A受到的浮力F
浮
.
(2)物体A的密度ρ
A
.
(3)如果把细绳由N端向左移动到N,处,电子秤的示数恰好为零,NN′﹕MN=17﹕60,此时物体A露出水面的体积V
露
.
在如图所示各个图中,物G重都为12N,当物体静止时,拉力F各是多少?(不记摩擦和机械重):F
1
=
3
3
N,F
2
=
6
6
N,F
3
=
12
12
N.
小艾是个爱思考的同学,在学到定滑轮、动滑轮和滑轮组时,他想:定滑轮、动滑轮和滑轮组各有什么作用呢?人们应用它们有什么好处?带着这些问题,他到实验室按图1-4的各个装置做了实验,并将结果记录在表格中.
实验次序
承重绳段数n
物体重力G/N
拉力F/N
物体移动距离h/m
拉力移动距离S/m
图1
1
5
5.2
0.15
0.15
图2
2
5
2.6
0.15
0.30
图3
2
6
3.1
0.15
0.30
图4
3
6
2.1
0.10
0.30
分析小明的实验装置和实验数据,可得出的结论是:
(1)在不计摩擦和绳重时,定滑轮不省力,不
费
费
力,也不省距离,不费距离,但是它能
改变力的方向
改变力的方向
.
(2)不计摩擦力、动滑轮重和绳重,动滑轮能省
一半
一半
的力,但费1倍的距离.
(3)不计摩擦力、动滑轮重和绳重,滑轮组的省力情况由
承担力的绳子的段数
承担力的绳子的段数
来决定,若承重绳段数为n,物重为G,所用拉力F为
G
n
G
n
,拉力移动的距离S为物体移动距离h的
n倍
n倍
.
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