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工人用如图22所示的机械提升水中实心物体A和B,物体A、B密度均为7×103 kg/m3,物体A的质量是70kg,物体B的体积为物体A的2倍。杠杆COD可以在竖直平面内自由转动,OC∶OD=3∶2。工人的质量是70kg,当物体A在水中被匀速提升时,天花板受到向下的拉力为F1,地面对工人的支持力为N1;当物体B在水中被匀速提升时,天花板受到向下的拉力为F2;F1:F2=3:5。不计绳重、滑轮与轴的摩擦、杠杆的重力以及水的阻力,每个滑轮的质量均相等。(g取10N/kg)求:(1)当物体B在水中被匀速提升时,物体B受到的浮力;(2)当物体A在水中被匀速提升时,地面对工人的支持力N1;(3)当物体B在水中被匀速提升时,滑轮组的机械效率。

解:⑴   

F浮B=ρ水gVB=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-3m3=200N                       (1分)

⑵

物体A的受力情况如图甲:

GA=mAg=70kg×10N/kg=700N

F浮A=ρ水gVA=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-3m3=100N

FA=GA-F浮A=700N-100N=600N

杠杆的受力情况如图乙,FA′与FA相等,

动滑轮的受力情况如图丙,FD1′与FD1相等,

定滑轮的受力情况如图丁,T1′与T1相等,

F′1=2G轮+5T1′=2G轮+2.5G轮+1125N=4.5G轮+1125N

 


物体B的受力情况如图A:

GB=mBg=70kg×10N/kg=700N

FB=ρg2VA=7.0×103kg/m3×10N/kg×2×10×10-3m3=1400N

FB=GB-F浮B=1400N-200N=1200N

杠杆的受力情况如图B,FB′与FB相等,

                            (1分)

动滑轮的受力情况如图C,FD2′与FD2相等,

定滑轮的受力情况如图丁,T2′与T2相等,

F′2=2G轮+5T2′=2G轮+2.5G轮+2250N=4.5G轮+2250N                  (1分)

由于,F1′与F1相等,F2′与F2相等

G轮=125N                                                       (1分)

代入  =287.5N

人的受力分析如图戊,T1′′与T1′、T1相等

N1=G人-T1′′=m人g-T1′′=70kg×10N/kg-287.5N=412.5N               (1分)

⑴                     (1分)

练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:

(6分)如图22所示,建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶,动滑轮重为20N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重.若工人在5s内将泥桶匀速提高2m.求:

(1)工人使用滑轮组时做的有用功.

(2)工人拉绳子的力和拉力的功率.

(3)滑轮组的机械效率.

 

 

 

 

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科目:初中物理 来源: 题型:

在湛江港码头,小华看到工人利用斜面把货物推到车上,联想到上物理课时老师讲过的知识,小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关?小华提出了以下的猜想:


A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关.
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关.
小华同学为了证实自己的猜想是否正确,于是他用同一块木板组成如图12所示的装置进行了实验探究,记录的实验数据如下表:
实验
次数
斜面倾角θ
物块重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长
S/m
有用功
W有/J
总 功
W总/J
斜面的机械效率
①   
300
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
5.0
 
②   
300
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8
 
60%
③   
450
3.0
0.8
2.8
1.2
2.4
3.4
71%
(1)在实验操作过程中,应沿斜面向上________拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向_________移动(填“左”或“右”).
(2)根据表格中数据,第①次实验斜面的机械效率为_______%,第②次实验中总功为______J.
(3)通过对比实验①、②数据,可验证小华的猜想_________(填写字母);通过对比实验②、③数据,可以得出的探究结论是:__________________________.
(4)此实验主要用到的研究方法是__________.
(5)除了小华的猜想以外,请你猜想斜面的机械效率还可能与______(写出一个)有关.

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科目:初中物理 来源:2011-2012学年南京教育专修学校九年级第一学期期末模拟物理卷 题型:计算题

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(1)工人使用滑轮组时做的有用功.
(2)工人拉绳子的力和拉力的功率.
(3)滑轮组的机械效率.

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科目:初中物理 来源:2012年中考模拟试题七物理卷 题型:实验题

在湛江港码头,小华看到工人利用斜面把货物推到车上,联想到上物理课时老师讲过的知识,小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关?小华提出了以下的猜想:


A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关.
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关.
小华同学为了证实自己的猜想是否正确,于是他用同一块木板组成如图12所示的装置进行了实验探究,记录的实验数据如下表:

实验
次数
斜面倾角θ
物块重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长
S/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
斜面的机械效率
 
300
5.0
0.6
4.2
1.2
3.0
5.0
 
 
300
3.0
0.6
2.5
1.2
1.8
 
60%
 
450
3.0
0.8
2.8
1.2
2.4
3.4
71%
(1)在实验操作过程中,应沿斜面向上________拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向_________移动(填“左”或“右”).
(2)根据表格中数据,第①次实验斜面的机械效率为_______%,第②次实验中总功为______J.
(3)通过对比实验①、②数据,可验证小华的猜想_________(填写字母);通过对比实验②、③数据,可以得出的探究结论是:__________________________.
(4)此实验主要用到的研究方法是__________.
(5)除了小华的猜想以外,请你猜想斜面的机械效率还可能与______(写出一个)有关.

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