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如图所示,建筑工人通过滑轮装置将一质量是100 kg、底面积为0.1 m2的物件...

如图所示,建筑工人通过滑轮装置将一质量是100 kg、底面积为0.1 m2的物件沿光滑斜面由底端匀速地拉到顶端,工人所用的拉力F始终与斜面平行,斜面长是10 m,高为5 m,物件对斜面的压强为8 660 Pa,不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦,g10 N/kg,求:

(1)物件对斜面的压力F

(2)若工人所用拉力F的大小为312.5 N,此时装置的机械效率和动滑轮的重力;

(3)若某工人的拉力最大为500 N,则他能拉起最大重力为多少的物体。

 

(1) 866 N;(2) 80%;250 N;(3) 1 750 N 【解析】 (1)物件对斜面的压力F压的大小: F压=pS=8 660 Pa×0.1 m2=866 N (2)物件的重力:G=mg=100 kg×10 N/kg=1 000 N 有用功:W有=Gh=1 000 N×5 m=5 000 J 物件移动的距离等于斜面长s,用动滑轮拉动该物件,则绳子自由端移动的距离为2s 总功:W总=F×2s=312.5 N×2×10 m=6 250 J 整个装置的机械效率:η=×100%=×100%=80% 由于斜面光滑,且不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦,所以额外功就是克服动滑轮重力做的功 动滑轮的重力为G动===250 N (3)拉力所做的功用于提升物体和动滑轮,根据功的原理有:F最大×2s=(G最大+G动)h;即:500 N×2×10 m=(G最大+250 N)×5 m 解得:G最大=1 750 N  
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如图所示,斜面的倾角为30°,高度h2m。某人沿斜面向上用F400N的力,将质量m50kg的物体向上匀速拉至斜面顶端(g10N/kg)。求:

(1)拉力所做的有用功;

(2)该斜面的机械效率;

(3)物体在斜面上受到的摩擦力。

 

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工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼,已知箱子重为50N,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙所示,不计绳重及摩擦,人的重量为750N,双脚的总面积500cm2g10N/kg)。

1)若某次运送建材的质量为10kg,求此时的拉力是_______

2)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m,作用在钢绳上的拉力为200N,拉力做功的功率是多大_______

3)当滑轮组的机械效率为60%时,人对地面的压强为_______

 

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用如图所示的装置运送建筑材料A在电动机对绳子的拉力F的作用下,使重800N的建筑材料A50s的时间里,匀速竖直上升了10m。在这个过程中,电动机对绳子拉力做功的功率为200W,动滑轮的效率与整个装置的效率之比η1η254,绳重忽略不计。(g10N/kg)求:

(1)电动机对绳子的拉力做的功;

(2)运送建筑材料A的过程中,电动机消耗的电能;

(3)若质量为100kg电动机与钢架的接触面积为0.05m2,求电动机对钢架的压强。

 

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为改善老旧住宅楼的保温效果,某小区开展“暖房子工程”,如图为施工现场使用的提升装置,现需要将物体A运送到施工楼层,A与地面的接触面积为0.14 m2,当绳端未施加力时,物体A对地面的压强为3 000 Pa。用滑轮组匀速提升物体A时,滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦,g10 N/kg)。求:

(1)物体A的质量mA

(2)动滑轮的重力。

(3)用此滑轮组使物体A0.2 m/s的速度匀速上升,在5 s的时间内,拉力做的功是多少?

 

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如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图,已知井深10m,物体重G=4.2×103N,汽车重G=3×104N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。请计算:

(1)若汽车运动的速度为1.2m/s,则将物体由井底拉至井口,需要多长时间?

(2)滑轮组的机械效率是多少?

(3)若汽车发动机的效率为25%,则将物体拉至井口需消耗多少汽油?(汽油的热值为4.2×107J/kg

 

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