物理
湛江国贸大厦内某垂直升降式电梯的部分技术参数如表3所示,其额定满载人数已模糊不清.为了防止超载,该电梯安装有压力传感器,当电梯受到的压力大于9000N时传感器会自动断开电动机的电源并发出警报声,其运行的工作原理如图14所示.设人所穿鞋子每只底面积为0.02m
2
,平均每人的质量为60kg,电梯在额定状态下匀速运行,测得电梯从一楼匀速上升到高为60m的顶楼所用的时间为30s,钢丝绳的重力及摩擦均忽略不计,g取10N/kg.求:
(1)电梯额定满载人数和每个人对电梯压强的大小;
(2)电梯额定满载且以上述情况匀速运动时,钢丝绳拉力的功率和滑轮组的机械效率各是多大?
表3
额定满载人数
**人
电梯和动滑轮总质量
600kg
电动机的额定电功率
45kW
额定电压
380V
质量为550kg、体积为0.1m
3
的一只密封箱子沉没于水面下5m深处,工人们用如图所示的滑轮组打捞箱子.求:
(1)5m深处水产生的压强;
(2)箱子完全浸没在水中时受到的浮力;
(3)箱子在水中被匀速提起时,所用的拉力F为2×10
3
N,滑轮组的机械效率?
被形容为“满船尽带黄金甲”、身价逾千亿美元的广东海底沉船“南海一号”,已于2007年12月22日上午成功浮出水面.“南海一号”采用的是古船整体打捞模式,这在世界考古和打捞界都是首创.如图为打捞沉船中一封闭货箱的模拟装置,已知货箱重6500N,动滑轮总重500N,声音在海水中的传播速度1500m/s.在海上用超声波测位仪向海底垂直发射声波,经过0.04s后收到声波.(不计绳重和摩擦,ρ
海水
=1.0×10
3
kg/m
3
)求:
(1)沉船在水下的深度为多少?
(2)货箱离开水面后,在30s内匀速提高3m,拉力做功的功率是多少.
(3)货箱离开水面匀速上升过程中,滑轮组的机械效率是多少?
如图所示,已知物体A重1000N,与地面的摩擦力是300N,人通过滑轮组拉动物体使其在10s内匀速运动1m,如果滑轮组的机械效率为60%,求:
(1)人做的总功;(2)人的拉力;(3)人拉绳的功率.
在大型场馆和高楼建设工地上,常用起重机吊起建材.起重机吊臂上的滑轮组是由一个动滑轮和两个定滑轮组成,其结构简图如图所示,钢丝绳拉力F由电动机提供,大小为2×10
4
N,起重机在60s内将重为5.4×10
4
N的建材匀速提高了12m.
试求:
(1)在此过程中做的有用功为多少?
(2)拉力F的功率是多大?
(3)滑轮组的机械效率是多大?
某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N的重物所用的拉力F为200N,绳子自由端被拉了3m,在此过程中,求:
(1)拉力做的功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)滑轮组中动滑轮的重;
(4)若现提升800N的重物时,滑轮组的机械效率又是多少?(不计绳重和摩擦)
小林用如图所示的滑轮组在20s的时间内把重为240N的重物匀速提升了6m,拉力F为100N.不计摩擦和绳重,求:
(1)力F所做的功;
(2)拉力F做功的功率;
(3)滑轮组机械效率;
(4)动滑轮重.
如图所示,用一个动滑轮在4s内把重为400N的货物匀速拉到2m高处,所用的拉力是250N,不计绳重和摩擦.求:
(1)机械做的有用功;
(2)动滑轮的机械效率;
(3)动滑轮的重;
(4)绳子自由端移动的速度.
如图是“测量滑轮组机械效率”的实验装置,钩码总重6N,弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数为2.4N(忽略绳重和摩擦),钩码在3s内上升0.3m.
(1)该滑轮组做的有用功是多少?
(2)弹簧测力计拉力做功的功率为多大?
(3)该滑轮组的机械效率为多大?
图为测量滑轮组机械效率的实验装置图,每个钩码重0.5N.实验时要竖直向上
匀速
匀速
拉动弹簧测力计,由图可知拉力的大小为
0.8
0.8
N,若钩码上升的高度为10cm,则 有用功是
0.2
0.2
J,总功是
0.24
0.24
J,该滑轮组的机械效率为
83.3%
83.3%
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