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如圖所示,質量為70kg的工人站在岸邊通過一滑輪組打撈一塊沉沒在水池底部的石材,該滑輪組中動滑輪質量為5kg.當工人用120N的力拉滑輪組的繩端時,石材仍沉在水底不動.工人繼續(xù)增大拉力將石材拉起,在整個提升過程中,石材始終以0.2m/s的速度勻速上升.在石材還沒有露出水面之前滑輪組的機械效率為η1,當石材完全露出水面之后滑輪組的機械效率為η2,且η1:η2=63:65.繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計,石材的密度ρ=2.5×103kg/m3,取g=10N/kg,求:
(1)當人用120N的力拉繩端時,岸邊地面對人的支持力為多大;
(2)在石材脫離水池底部至完全露出水面的過程中,地面對人的支持力的最大值與最小值之比;
(3)當石材露出水面之前,人拉繩子的功率;
(4)此人用這個滑輪組提升重物的最大機械效率.(保留整數(shù))
解: 工人的重力:G=mg=70kg×10N/kg=700N
動滑輪的重力:G=mg=5kg×10N/kg=50N
未露出水面滑輪組的機械效率:η1===
露出水面后滑輪組的機械效率:η2===,
∵η1:η2==63:65,
即:=63:65
將石塊的密度和水的密度代入求得:V=0.04m3
石塊的重力:G=mg=ρVg=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=1000N
(1)地面對人的支持力:F=G﹣F=700N﹣120N=580N;
(2)石材在水中,受到水的浮力,此時人的拉力最小,地面對人的支持力最大,石材受到的浮力:FVg=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=400N
F拉1=(G+G﹣F)=(1000N+50N﹣400N)=130N
地面的支持力:F支1=G﹣F拉1=700N﹣130N=570N
石材離開水面,此時人的拉力最大,地面對人的支持力最小
F拉2=(G+G)=(1000N+50N)=350N
地面的支持力:F支2=G﹣F拉2=700N﹣350N=350N
F支1:F支2=570N:350N=57:35
(3)當石材露出水面之前
F拉1=(G+G﹣F)=(1000N+50N﹣400N)=130N
v=3×0.2m/s=0.6m/s
人拉繩子的功率:P=F拉1v=130N×0.6m/s=78W
(4)石材露出水面后,滑輪組受到的向下的拉力最大,機械效率最大為:
η2====≈95%.
練習冊系列答案
相關習題

科目:初中物理 來源:101網校同步練習 初三物理 人教社(新課標2001-2年通過) 人教實驗版 題型:038

如圖所示,質量為70 kg的工人站在水平地面上,用帶有貨箱的滑輪組把貨物運到高處.第一次運送貨物時,放入貨箱的貨物質量為160 kg,工人用力F1勻速拉繩的功率為P1,貨箱以0.1 m/s的速度勻速上升,地面對工人的支持力為N1.第二次運送貨物時,放入貨箱的貨物質量為120 kg,工人用力F2勻速拉繩,貨箱以0.2 m/s的速度勻速上升,地面對工人的支持力為N2,滑輪組機械效率為η2.N1與N2之比為15∶19.(不計繩重及滑輪摩擦,g取10 N/kg)

求:(1)貨箱和動滑輪的總質量m;

(2)功率P1;

(3)機械效率η2

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科目:初中物理 來源:2007年北京市高級中等學校招生統(tǒng)一考試(課標卷)物理試卷(附答案) 題型:038

如圖所示,質量為70 kg的工人站在水平地面上,用帶有貨箱的滑輪組把貨物運到高處.第一次運送貨物時,放入貨箱的貨物質量為160 kg,工人用力F1勻速拉繩的功率為P1,貨箱以0.1 rn/s的速度勻速上升,地面對工人的支持力為N1.第二次運送貨物時,放入貨箱的貨物質量為120 kg,工人用力F2勻速拉繩,貨箱以0.2 m/s的速度勻速上升,地面對工人的支持力為N2,滑輪組機械效率為η2.N1與N2之比為15∶19.(不計繩重及滑輪摩擦,g取10 N/kg)

求:(1)貨箱和動滑輪的總質量m;

(2)功率P1;

(3)機械效率η2

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科目:初中物理 來源:2009年北京市海淀區(qū)初三物理一模試題 題型:038

如圖所示,質量為70 kg的工人站在岸邊通過一滑輪組打撈一塊沉沒在水池底部的石材,該滑輪組中動滑輪質量為5 kg.當工人用120 N的力拉滑輪組的繩端時,石材仍沉在水底不動.工人繼續(xù)增大拉力將石材拉起,在整個提升過程中,石材始終以0.2 m/s的速度勻速上升.在石材還沒有露出水面之前滑輪組的機械效率為η1,當石材完全露出水面之后滑輪組的機械效率為η2.在石材脫離水池底部至完全露出水面的過程中,地面對人的支持力的最大值與最小值之比為29∶21.繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計,石材的密度ρ=2.5×103 kg/m3,取g=10 N/kg,

求:(1)與打撈前相比,當人用120 N的力拉繩端時,水池底部對石材的支持力變化了多少;

(2)η1與η2的比值;

(3)當石材完全露出水面以后,人拉繩子的功率.

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科目:初中物理 來源:北京模擬題 題型:計算題

如圖所示,質量為70 kg的工人站在岸邊通過一滑輪組打撈一塊沉沒在水池底部的石材,該滑輪組中動滑輪質量為5 kg。當工人用120 N的力拉滑輪組的繩端時,石材仍沉在水底不動,工人繼續(xù)增大拉力將石材拉起,在整個提升過程中,石材始終以0.2 m/s的速度勻速上升。在石材還沒有露出水面之前滑輪組的機械效率為η1,當石材完全露出水面之后滑輪組的機械效率為η2。在石材脫離水池底部至完全露出水面的過程中,地面對人的支持力的最大值與最小值之比為29:21。繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計,石材的密度ρ=2.5 ×103 kg/m3,取g= 10 N/kg,求:
(1)與打撈前相比,當人用120 N的力拉繩端時,水池底部對石材的支持力變化了多少?
(2)η1與η2的比值;
(3)當石材完全露出水面以后,人拉繩子的功率。

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科目:初中物理 來源:2012-2013學年廣東省汕尾市陸豐市內湖中學八年級(上)期中物理試卷(解析版) 題型:解答題

某小組三位同學發(fā)現(xiàn)鐘擺的擺動似乎是有規(guī)律的.于是他們在細繩下面掛一小球制成了單擺,研究在擺動角度θ不大的情況下,單擺來回擺動一次所用的時間(擺動周期T)與哪些因素有關,如圖所示,l為單擺的擺長,m為單擺擺球的質量.為了減小誤差,三位同學在實驗中每次測量單擺擺動30次(30T)的時間.丙同學在甲、乙同學實驗的基礎上繼續(xù)實驗,三位同學的實驗數(shù)據(jù)分別記錄在下表中.為了進一步探究單擺的擺動規(guī)律,他們進行了適量的運算,將結果記錄在下表的后三列中.
同學實驗
序號
l(米)m(克)θ(度)30T
(秒)
11.030460
21.040460
31.050460
41.030360
51.030460
61.030560
70.830454
81.040460
91.250366
(1)三位同學在實驗中都要測量單擺擺動30個周期的用的時間,目的是______.
(2)分析比較實驗序號1、2與3,可知甲同學得出的結論是:當單擺的擺長和擺動角度相同時,單擺的周期與擺球的質量______(選填“有關”、“無關”).
(3)分析比較實驗序號4、5與6,可知乙同學研究的是:單擺的周期與擺球______的關系,他得出的結論是:當單擺的擺長和擺球質量相同時,單擺的周期與______.
(4)分析比較實驗序號7、8與9中單擺的周期與擺長的關系,可知丙同學得出的結論是______.

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