如图1是一个建筑工地提升物体的装置示意图,其中AB是一个以O为支点的杠杆,且AO:OB=3:5,D是一个系在杠杆B端的配重物体,单独放在地面给地面压p0=3.15×1

发布时间:2020-08-15 12:51:34

如图1是一个建筑工地提升物体的装置示意图,其中AB是一个以O为支点的杠杆,且AO:OB=3:5,D是一个系在杠杆B端的配重物体,单独放在地面给地面压p0=3.15×104Pa强.人可以通过固定在杠杆A端的滑轮组提升物体.有一质量为70kg的工人站在水平地面上,他利用该装置以0.05m/s的速度匀速提升钢材A时,地面给工人支持力为N1,做功与时间变化如图2所示,对地面的压强p1=2.1×104Pa;他利用该装置匀速提升钢材B时,地面给工人的支持力为N2,N1:N2=8:3,工人向下的拉力为F2;GA:G动=3:1,每个滑轮质量都相等,绳重及滑轮与轴的摩擦不计,不计杆的重力,g取10N/kg.

求:
(1)工人提升钢材A时向下的拉力F1;
(2)工人提升钢材B时滑轮组的机械效率
(3)工人提升钢材B时配重D给地面的压强.

网友回答

首先进行受力分析,如下图:

解:(1)根据做功与时间变化图2,可知P=50W,
∵P=Fv,
∴F1===500N,
(2)G人=m人g=70kg×10N/kg=700N,
===,
解得F2=625N,
F1=,F2=?G甲:G动=3:1
G甲=750N,G乙=1000N,G动=250N,
??η乙=×100%=×100%=×100%=80%
(3)FA1=G动+3F1,
FA1L1=FB1L1,FB1=1050N,
FA2=G动+3F2,FA2L2=FB2L2,FB2=1275N,
ND1=p1S,GD=p0S,=,
则GD=3150N,
S===0.1m2,
ND2=GD-FB2=3150N-1275N=1875N,
p2===1.875×104Pa.
答:(1)工人提升钢材A时向下的拉力F1为500N,
(2)工人提升钢材B时滑轮组的机械效率为80%,
(3)工人提升钢材B时配重D给地面的压强1.875×104Pa.
解析分析:(1)已知做功与时间变化,根据P=Fv可求得工人提升钢材A时向下的拉力F1;
(2)根据工人的质量可求得其重力,已知N1:N2=8:3,列出等式可求得F2,再根据η乙=×100%即可求得工人提升钢材B时滑轮组的机械效率,
(3)根据受力分析图结合单独放在地面给地面压p0和对地面的压强p1求得GD,再根据压强公式变形求得S,工人提升钢材B时配重D给地面的压力ND2=GD-FB2,最后利用压强公式即可求得.

点评:本题为力学综合题,要求灵活利用所学知识、选用所学公式,利用好滑轮组的特点、杠杆平衡条件,能从图象得出相关信息是本题的关键,难题!
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