某校科技小组的同学设计了一个从水中打捞物体的模型,如图所示.其中D、E、G、H都是定滑轮,M是动滑轮,B、C为固定在支架上的两个定滑轮,细绳的质量忽略不计.人站在地面

发布时间:2020-08-12 03:13:26

某校科技小组的同学设计了一个从水中打捞物体的模型,如图所示.其中D、E、G、H都是定滑轮,M是动滑轮,B、C为固定在支架上的两个定滑轮,细绳的质量忽略不计.人站在地面上通过拉绳子提升水中的物体A,容器的底面积为200cm2.当物体A总体积的五分之二露出液面时,人通过细绳施加竖直向下的拉力为F1,地面对他的支持力是N1,A以0.2m/s的速度匀速上升,此时液面比A全部浸没的时候下降了50cm,拉力F1的功率为P1;当物体A完全离开液面时,人通过细绳施加竖直向下的拉力为F2,物体A以0.2m/s的速度匀速上升,地面对人的支持力是N2,拉力F2的功率为P2.已知A的质量为75kg,人的质量是70kg,N1:N2=9:8,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M受到的重力G;
(2)P1:P2的值.

网友回答

解:分别对物体A、动滑轮、人进行受力分析,如图所示:

GA=mAg=75kg×10N/kg=750N,
△F浮=△PS=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m×200×10-4m2=100N,
解得:F浮=150N,FA1=600N,FA2=750N;
G人=m人g=70kg×10N/kg=700N,
N1=G人-F1,N2=G人-F2,
又已知:N1:N2=9:8由①②③④⑤⑥式解得:
G动=150N,F1=250N,F2=300N;
(2)设自由端F1的速度为V1;F2的速度为V2,
因为A的速度不变,所以V1=V2,
拉力功率之比P===;
答:(1)动滑轮M受到的重力为150N;
(2)P1:P2的值为5:6.
解析分析:(1)对物体进行受力分析,由浮力公式求出浮力,应用平衡条件可以求出动滑轮的重力;
(2)功率P===Fv,应用公式P=Fv可以求出拉力的功率之比.

点评:此题综合性很强,且难度很大;解答时,从分析受力入手,再将题目进行分解:浮力问题、滑轮问题、杠杆平衡条件问题、压强问题;将四类问题通过力有机的结合在一起,充分利用题目的已知条件,就可解答此题.
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