如图是某种健身器材局部结构示意图,物体A恰好被竖直滑道夹紧.在滑轮组绳子的自由端施加竖直向下的拉力F1,物体A恰能沿竖直滑道向下做匀速直线运动;在滑轮组绳子的自由端施

发布时间:2020-08-12 15:18:00

如图是某种健身器材局部结构示意图,物体A恰好被竖直滑道夹紧.在滑轮组绳子的自由端施加竖直向下的拉力F1,物体A恰能沿竖直滑道向下做匀速直线运动;在滑轮组绳子的自由端施加竖直向下的拉力F2,物体A恰能以速度v1竖直向上做匀速直线运动,此时滑轮组的机械效率为η1;在物体A下加挂一个物体B(B不与滑道相接触),在滑轮组绳子的自由端施加竖直向下的力F3,则物体A和B恰能以速度v2竖直向上做匀速直线运动,此时滑轮组的机械效率为η2.已知物体A所受重力GA=355N,F1:F2=40:41,η1:η2=81:82,当F2做82J的功时,物体A升高了0.2m.若物体A沿滑道运动过程中所受摩擦力大小始终不变,且不计绳重及滑轮轴的摩擦.求:
(1)重物A所受摩擦力f;
(2)重物B的重力GB.

网友回答

解:
(1)如图,使用的滑轮组,n=2,
物体A恰能沿竖直滑道向下做匀速直线运动,物体A受到向上的摩擦力f,
拉力F1=(GA+G动-f)--------①
物体A恰能以速度v1竖直向上做匀速直线运动,物体A受到向下的摩擦力f,
拉力F2=(GA+G动+f)---------②
∵W=Fs,
∴F2===205N,
∵F1:F2=40:41,
∴F1=200N,
①+②得:
F1+F2=(GA+G动-f)+(GA+G动+f)=GA+G动
即:200N+205N=355N+G动,
∴G动=50N,
将GA=355N、F1=200N、G动=50N代入①得:
f=5N;
(2)物体A和B恰能以速度v2竖直向上做匀速直线运动,物体A受到向下的摩擦力f,
?拉力F3=(GA+GB+G动+f)=(355N+GB+50N+5N)=(410N+GB)
依题意有:
η1=====,
η2====,
∵η1:η2=81:82,
即::=81:82,
解得:
GB=40N.
答:(1)重物A所受摩擦力为5N;
(2)重物B的重力为40N.
解析分析:(1)对物体A的三种情况进行受力分析,物体A受到向上或向下的摩擦力,因为压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变;由于不计绳重及滑轮轴的摩擦,承担物重的绳子股数n=2,利用F1=(G+G动-f)和F2=(G+G动+f)列方程,借助已知条件求F1、G动、摩擦力f;
(2)物体A和B恰能以速度v2竖直向上做匀速直线运动,物体A受到向下的摩擦力f,拉力F3=(GA+GB+G动+f依题意有η1=,η2=,由于η1:η2=81:82,可求得GB大小.

点评:本题考查了使用滑轮组拉力的计算方法、机械效率的计算,对物体A的三种情况进行受力分析,知道摩擦力不变是本题的关键,要求灵活运用所学公式求解.
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