∵不计绳重及滑轮轴间的摩擦,
∴F2=(G物+G轮)=(600N+30N)=315N. 悬挂滑轮组的细绳所受的拉力: F乙=3F2+G轮=3×315N+30N=975N. 故选B.
由两图可知,承担物重的绳子股数n,不计绳重及滑轮轴间的摩擦,利用F=(G物+G轮)求拉力大小,而悬挂滑轮组的细绳所受的拉力等于(n+1)F+G定滑轮.
本题考查了使用滑轮组拉力的计算,本题关键:一是不计绳重及滑轮轴间的摩擦,F=(G物+G轮);二是悬挂滑轮组的细绳所受的拉力等于(n+1)F+G定滑轮.
9. 解:A、由图知,n=2,则s=2h=2×1m=2m,所做的总功为:W总=Fs=120N×2m=240J,故A选项错误;
B、由图知,n=2,在不计绳子重与摩擦的情况下,F=(G物+G动)
∴动滑轮的重力为G动=nF-G=2×120N-200N=40N.故B选项错误;
C、∵η====
≈83.3%.故C选项正确;
∴滑轮组的机械效率为η==
D、由题知,t=5s,s=2m,则拉力的速度为:v===0.4m/s,故D选项错误.
故选C.
(1)由图知承担物重的绳子的段数,已知物体上升的高度,根据s=nh可以得出绳自由端移动的距离,再根据W=Fs计算总功;
②在不计绳子重与摩擦的情况下,已知物重、拉力和承担物重的绳子段数,利用G0=nF-G可得出动滑轮的重;
③已知物重、拉力和承担物重的绳子段数,利用公式η=可求出滑轮组的机械效率; ④已知绳自由端移动的距离和移动时间,利用公式v=可以得到绳子自由端移动的速度.
此题考查了滑轮组的特点和机械效率计算公式、功率计算公式及其变形的应用,综合性较强,需要熟练掌握基本规律,根据需要进行选择或变形. 10. 解:
A、由图知,n=2,拉力端移动的距离:s=2h=2×2m=4m, 拉力端移动的速度:v==
=0.4m/s,
拉力的功率:P=Fv=200N×0.4m/s=80W,故A错; B、滑轮组的机械效率: η=
=
=
=
=
=80%,
解得:F浮=80N,故B错;
C、由F浮=ρ水V排g得物体的体积:
V=V排===8×10-3m3,故C正确;
D、物体露出水面后,没有了浮力,相当于增加了提升物体的重,增大了有用功,不计绳重和摩擦,额外功不变,有用功和总功的比值变大,此滑轮组提升该物体的机械效率将大于80%,故D错。 故选:C。
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(1)由图知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2,拉力端移动距离s=2h,知道时间利用速度公式求拉力端移动的速度,再利用P=Fv求拉力的功率; (2)滑轮组的机械效率η=
=
=
=
,据此求浮力大小;
(3)知道浮力,利用阿基米德原理的推导公式F浮=ρ水V排g求排开水的体积,物体浸没,物体的体积等于排开水的体积;
(4)增大滑轮组机械效率的方法:增大提升物重,减小摩擦、减小动滑轮重。
本题为力学综合题,考查了速度公式、功率公式、阿基米德原理、机械效率公式的应用,计算滑轮组机械效率时注意W有用=(G-F浮)h,易错点! 11. 解:
(1)由图可知,甲滑轮组只有1个动滑轮,乙滑轮组有2个动滑轮,且不计摩擦、绳和木板的重, 因克服物体重力G做的功为有用功,克服物重和动滑轮重做的功为总功, 所以,两滑轮组的机械效率分别为: η
甲
=
甲
=>η=
乙
=,η
乙
===,
则η由η
,故A错误;
可得,动滑轮的重力(即每个滑轮重):
乙
G动=,故C正确;
(2)由图可知,n甲=2,n乙=4,不计摩擦、绳和木板的重, 则两滑轮组绳子的拉力分别为:
F1=(G+G动)=(2G+2G动),F2=(G+2G动),
因(2G+2G动)>(G+2G动), 所以,F1>F2,故B正确;
甲、乙将重物提升相同的高度,拉力做功为总功,则F1与F2的功率分别为:
P甲==,P乙==,
因t甲和t乙的关系不确定,
所以,F1与F2的功率可能相等,故D正确. 故选BCD.
(1)因克服物体重力G做的功为有用功,克服物重和动滑轮重做的功为总功; 根据η=重力;
(2)由图可知,n甲=2,n乙=4,不计摩擦、绳和木板的重,根据F=(G+G动)求出两滑轮组绳子的拉力,然后比较两者拉力的大小关系;甲、乙将重物提升相同的高度,根据P=
结合两者做功的时间关系比较
=
=
求出滑轮组的机械效率,然后比较两者滑轮组之间的关系,进一步求出动滑轮的
F1与F2的功率关系.
本题考查了做功公式、功率公式、滑轮组机械效率公式、滑轮组绳子拉力公式的应用,明确有用功和总功
是关键. 12. 解: A、小明受到重力的方向竖直向下,但小明没有在重力的方向上移动距离,所以小明受到重力做功为0J.故A错误;
B、小明做的有用功:W有用=G物h=800N×5m=4000J.故B正确; C、由图可知,绳子的有效股数n=2,则s=2h=2×5m=10m,
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拉力做的功:W总=Fs=500N×10m=5000J, 拉力做功的功率:P=
=
=500W.故C错误;
=
×100%=80%.故D正确。
D、此滑轮组的机械效率:η=
故选:BD。
A、做功的两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动一段距离,二者缺一不可。 B、做的有用功就是克服物体重力所做的功,利用W=Gh可求;
C、利用W=Fs求出拉力做的功,然后利用P=计算功率; D、此滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
此题考查对是否做功的判断、有用功和总功的计算,功率和机械效率的计算,是一道综合性很强的题目,关键是公式的灵活运用和绳子有效股数的确定。 13. 解:已知用15N的力刚好提起20N的重物, A、定滑轮不省力,不符合题意;
B、杠杆可以调节,使动力臂与阻力臂之比是4:3,这样就可以使动力为15N; C、动滑轮可以省一半的力,不符合题意;
D、轮轴也可以选择轮半径与轴半径之比是4:3,这样就可以使动力为15N; 故选B、D.
解决此题要知道定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向;
动滑轮的特点:动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力,但费距离; 使用杠杆和轮轴,可以通过条件动力臂和阻力臂的大小关系,调节动力的大小. 解决此类问题要知道各种机械的特点及使用方法. 14. 解:
由图可知,n=2,拉力端移动的距离s=2h=2×2m=4m;
A、不计绳重和摩擦,拉力F=(G+G轮)=(500N+100N)=300N,故A正确; B、当提升G=500N的重物时,W有=Gh=500N×2m=1000J,故B错; C、拉力做的总功:W总=Fs=300N×4m=1200J,
滑轮组的机械效率:η=
=
×100%≈83.3%,故C正确;
D、地面受到的压力:F压=G人-F=600N-300N=300N, S=300cm2=0.03m2,
人对地面的压强:
p===1×10Pa,故D正确.
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故选ACD.
从滑轮组的结构图上看出,直接从动滑轮上引出的绳子股数n=2,s=2h; (1)不计绳重和摩擦,利用F=(G+G轮)求拉力;
(2)知道物重G和升高的高度h,利用W=Gh求出有用功;
(3)知道拉力大小,再求出拉力端移动的距离,利用W=Fs求出总功,根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率;
(4)求出地面受到的压力(G-F)和受力面积(双脚站立),再利用压强公式求工人对地面的压强. 本题考查了使用滑轮组拉力、有用功、总功、机械效率、压强的计算,解题关键:一是区分有用功、总功(从我们做功的目的出发,对我们有用的为有用功,对我们无用但又不得不做的功为额外功,拉力对机械做的功为总功),二是求人对地面的压力.
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15. 解:
A、重力做的有用功:
W有=Gh=50N×1.5m=75J,故A正确;
B、由η=W总=
=
可得外力做的总功: =100J,故B错;
D、拉力的功率: P=
=
=12.5W,故D正确;
C、由P=Fv可得,物体从A运动到顶点B的速度: v==
=1.25m/s,故C正确.
故选ACD.
(1)知道物体的重和上升的高度,根据W=Gh求出重力做的有用功,根据η=功;
(2)根据P=求出拉力的功率,利用P=Fv求出物体从A运动到顶点B的速度.
本题考查了功、功率、速度的计算,明确有用功和总功是解题的关键,要注意功率公式P=和P=Fv的应用. 16. 解:
A、由图知,t=5s, 小车运动的速度:
×100%求出拉力做的总
v====0.4m/s; B、∵F=0.3N,S=2m, W=FS=0.3N×2m=0.6J; C、t=5s, P==
=0.12W;
D、拉力所做的功为总功,W总=W=0.6J, W有用=Gh=1N×0.5m=0.5J,
η=
=
≈83.3%.
由上述计算可知,错的是AB. 故选AB.
A、由图可知,秒表每格1s,小车运动时间为5s,利用速度公式求小车运动速度; B、知道斜面长、拉力的大小,利用公式W=Fs计算拉力所做的总功;
C、知道做功时间,利用公式P=计算拉力的功率;
D、克服重力所做的功为有用功,利用公式W=Gh计算,再利用公式η=
计算机械效率.
本题为机械效率的题目,要准确的找到有用功和总功,并可以利用公式进行计算,然后再由时间求出功率,需要注意的是,在计算功率时,要注意所求的为有用功率还是总功率,防止把W代错.
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