如图所示,拉力F=125N,在10s内将重物匀速提升2m,滑轮组的机械效率是80%.则下列说法正确的是( )
分析:
这类题要根据滑轮的组装情况来确定绳子段数,然后对每个选项逐一分析,看是否正确.
解答:
解:A、绳子自由端移动距离S=nh=3×2m=6m,故A正确.
B、W_总=F×S=125N×3×2m=750J,W_有用=W_总×80%=600J,G_物=$\frac {W_有用}{h}$=$\frac {600J}{2m}$=300N,故B不正确.
C、W_总=F×S=125N×3×2m=750J,故C不正确.
D、P=$\frac {W_总}{t}$=$\frac {750J}{10s}$=75W,故D不正确.
故选A.
点评:
此类题要分析滑轮特点,确定绳子段数,然后利用公式对每个选项逐一计算,最后确定答案.
利用如图所示的装置,工人用力F把重为100N的物体以0.2m/s的速度匀速提升6m.若不计绳重和摩擦,则这一过程中( )
分析:
解答:
[br]A、使用的是定滑轮,不能省力,不计摩擦,拉力F=G=100N,所以A错误;[br]B、使用的是定滑轮,绳子自由端的速度与物体的速度相同为0.2m/s,所以B错误;[br]C、拉力F所做的功W=Fs=100N×6m=600J,所以C正确;[br]D、拉力F的功率P=Fv=100N×0.2m/s=20W,所以D错误.[br]故选C.
点评:
本题考查了定滑轮的特点、功和功率的计算,是一道综合性题目.
如图是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成,连接轿厢的两根缆绳非常靠近,轿厢空载时的重量是3100N,配重的重量是3000N,某次电梯载货量的重量是1000N,当电梯匀速上升15m,所用的时间为10s,不计缆绳重力和一切摩擦阻力,在此运动过程中,轿厢的速度大小为( )
分析:
(1)知道矫厢在10s匀速升高15m,用速度公式求轿厢的速度大小;
(2)由图可知,通过定滑轮拉轿厢,当电梯上升15m时,配重下降15m,根据W=Fs求出配重重力对配重做的功.
(3)分析轿厢受力确定电机对轿厢的拉力,利用P=$\frac {W}{t}$=Fv求出电动机的功率.
解答:
解:(1)轿厢运动的速度:v=$\frac {s}{t}$=$\frac {15m}{10s}$=1.5m/s;
(2)配重重力对配重做的功:W=Fs=Gh=3000N×15m=4.5×10_J.
(3)当轿厢匀速上升时,轿厢竖直向下受到自身重和载货重,竖直向上受到配重拉力和电机的拉力,满足G_空+G_货=F_配+F_电,
所以,F_电=G_空+G_货-F_配=3100N+1000N-3000N=1100N,
所以,电动机的至少功率:P=$\frac {W_电}{t}$=$\frac {F_电s}{t}$=F_电v=1100N×1.5m/s=1650W.
答:(1)轿厢的速度大小为1.5m/s;
(2)配重重力对配重做的功为4.5×10_J;
(3)电动机的功率至少为1650W.
点评:
此题通过对电梯的分析,综合了考查了速度、功、功率的计算,本题关键有二:一是使用定滑轮s=h,二是会利用P=$\frac {W}{t}$=Fv计算.
如图,用F=10N水平拉力,使重为100N的物体A,沿水平方向在1s内匀速直线运动了0.5m,若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计,则物体受到地面的摩擦力为N,拉力F的功率为W.
分析:
物体匀速直线运动,动滑轮对物体的拉力F′和摩擦力是一对平衡力;有两段绳子承担摩擦力,根据F=$\frac {1}{2}$f计算出物体A摩擦力的大小;
绳子自由端移动的距离是物体移动距离的2倍,即s=2s′,根据W=Fs计算出拉力做的功,再根据功率公式P=$\frac {W}{t}$计算出功率大小.
解答:
有两段绳子承担物体A的摩擦力,所以摩擦力f=2F=2×10N=20N;
绳子自由端移动的距离s=2s′=2×0.5m=1m,
拉力做的功W=Fs=10N×1m=10J,
拉力的功率P=$\frac {W}{t}$=$\frac {10J}{1s}$=10W.
故答案为:20;10.
点评:
本题考查了滑轮组的特点、功和功率的计算,难度不大,能够正确理解滑轮组的特点是解题的关键.
(多选)如图所示,用10N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3N.若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦,则下列说法中正确的有( )
分析:
根据平衡力的知识结合动滑轮的特点进行分析;
A在水平方向:向右受绳子的拉力,向左受地面的摩擦力和B的摩擦力;
B在水平方向:向右受A的摩擦力,向左受测力计的拉力.
解答:
解:A、B静止处于平衡状态,由平衡条件得:B受到的摩擦力f=F=3N,方向水平向右,故A错误;
B、物体A的移动速度为0.2m/s,所以动滑轮的移动速度为0.1m/s,故B正确;
C、由图可知,滑轮为动滑轮,绳子拉力为F的一半,是5N,P=$\frac {W}{t}$=$\frac {Fs}{t}$=Fv=5N×0.2m/s=1W,故C错误;
D、测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力,在运动过程中,若拉力增大到12N,由于B和A之间的摩擦力不变,所以测力计的示数不变,D正确.
故选BD.
点评:
此题考查了动滑轮的省力特点、摩擦力的分析及功率的计算,解决此题的关键是对每个物体进行正确的受力分析,搞清楚各个力之间的关系.
如图所示,用简单机械使重力都为150牛的物体处于静止状态,不计摩擦、机械自重及绳重,已知OB=2OA.
(1)求图乙中F$_2$的大小;
(2)利用图丙的机械,小科把此物体匀速提高2米,用时10秒,求拉力F$_3$的功率.
分析:
(1)知道动力臂和阻力臂的大小关系、阻力G大小,利用杠杆平衡条件求F$_2$大小;
(2)求出F$_3$大小,s=3h,利用W=Fs求总功,又知道做功时间,利用功率公式P=$\frac {W}{t}$求拉力F$_3$的功率.
解答:
解:
(1)图乙中,OB=2OA,
∵F$_2$×OA=G×OB
∴F$_2$=2G=2×150N=300N;
(2)由图知,n=3,则
s=3h=3×2m=6m,
拉力F$_3$=$\frac {1}{3}$G=$\frac {1}{3}$×150N=50N,
拉力做功:
W=Fs=50N×6m=300J,
拉力做功功率:
P=$\frac {W}{t}$=$\frac {300J}{10s}$=30W.
答:(1)F$_1$、F$_2$、F$_3$从大到小的顺序为F$_2$、F$_1$、F$_3$;
(2)图乙中F$_2$的大小为300N;
(3)拉力F$_3$的功率为30W.
点评:
本题考查了学生对杠杆平衡条件、滑轮组省力特点、功率公式的掌握与运用,虽知识点多,但都属于基础,难度不大.
如图甲示,重80N的物体在大小为30N的水平向左的拉力F$_1$的作用下,在水平面上以0.4m/s的速度做匀速直线运动.再改用图乙所示的滑轮组拉物体,该物体在水平向右的拉力F$_2$作用下,在相同的水平面上以相同的速度水平方向右匀速直线去运动了0.5m(滑轮与绳子质量及滑轮与绳子的摩擦均不计).下列说法正确的是( )
分析:
(1)滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,并且摩擦力的大小等于物体做匀速直线运动时的拉力.
(2)根据二力平衡的条件、滑轮组的特点以及摩擦力的大小求出拉力F$_2$的大小,然后根据P=Fv和W=Fs求出拉力F$_2$的功率和做的功.
解答:
解:A、图甲中是一只动滑轮,用2段绳子承担,物体做匀速直线运动时,拉力与摩擦力是一对平衡力,故摩擦力为f=2F$_1$=60N,故A错误;
BC、分析滑轮组可知,左侧60N的摩擦力由两段绳子承担,每段绳子的拉力为30N,每段绳子的速度为物体速度的2倍,右侧F$_2$的拉力则分为了3段承担,因此F$_2$=3×30N=90N,F$_2$的速度为物体速度的$\frac {2}{3}$,故P=F$_2$×$\frac {2}{3}$v=90N×$\frac {2}{3}$×0.4m/s=24W;所以B错误,C正确;
D、在滑轮与绳子质量及滑轮轴处摩擦均不计的情况下,拉力F$_2$做的功就是克服摩擦力做的功W=fs=60N×0.5m=30J,所以D错误.
故选C.
点评:
本题考查了功和功率的计算以及力的合成等.关键是能对滑轮组的特点进行正确的分析,还要能熟练运用功、功率的公式进行必要的计算.
如图所示,某人通过滑轮将物体A 沿水平面匀速向右拉动了5m.已知物体A所受地面摩擦力为40N,滑轮重和轴、轮、绳间的摩擦忽略不计.求:
(1)拉力F大小是N.
分析:
(1)物体匀速运动,受平衡力作用,滑轮组对物体的拉力和摩擦力大小相等;图中使用的是动滑轮,承担物重的绳子股数n=2,s=2h;滑轮重和轴、轮、绳间的摩擦忽略不计,根据F=$\frac {1}{2}$f可计算出拉力大小;
(2)利用公式W=Fs即可求出拉力所做的功.
解答:
因为物体匀速运动,所以滑轮组对物体水平向右的拉力等于水平向左的摩擦力f,
又知动滑轮能省一半的力,所以,拉力F=$\frac {1}{2}$f=$\frac {1}{2}$×40N=20N;
(2)拉力F所做的功W=Fs=20N×2×5m=200J.
故答案为:(1)20;
(2)拉力F所做的功是200J.
点评:
此题主要考查的是学生对拉力大小和功的计算,弄清楚绳子的股数是解决此题的关键.
如图所示,物体在 5N 的水平拉力 F 作用下,沿水平面以0.2m/s 的速度匀速运动了 4s,拉力 F 的功率为W
分析:
根据动滑轮的特点求出绳子的自由端的速度,根据公式P=Fv求出功率
解答:
解:由图可知,该滑轮为动滑轮,物体运动的速度为0.2m/s,则绳子的自由端的速度为:v=2×0.2m/s=0.4m/s;
拉力F的功率为:P=Fv=5N×0.4m/s=2W
故答案为:2
点评:
本题考查了功率的计算,明确功率的计算公式W=Fv是解题的关键
如图所示,用一滑轮组在5s内将一重为200N的物体向上匀速提起2m,不计动滑轮及绳自重,忽略摩擦.下列说法正确的是( )[br]
分析:
解答: