1.(2014•廣東)如圖是某種升降電梯工作原理圖,它由轎廂、配重、纜繩、滑輪和電動(dòng)機(jī)等部件組成,連接轎廂的兩根纜繩非??拷?,轎廂空載時(shí)的重量是3 100 N,配重的重量是3 000 N,某次電梯載貨量的重量是1 000 N,當(dāng)電梯勻速上升15 m,所用的時(shí)間為10 s,不計(jì)纜繩重力和一切摩擦阻力,在此運(yùn)動(dòng)過程中,求:
(1)轎廂 的速度大小.
(2)配重重力對(duì)配重做的功.
(3)電動(dòng)機(jī)的功率至少多大?
2.(2014•德陽)如 圖所示,質(zhì)量為70 kg,邊長為20 cm的正方體物塊A置于水平地面上,通過細(xì)繩系于輕質(zhì)杠桿BOC的B端,杠桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),且BC=3BO,在C端用F=150 N豎直向下拉杠桿,使杠桿在水平位置平衡(繩重不計(jì),g取10 N/kg).求:
(1)物體A的重力G;
(2)繩對(duì)杠桿B端的拉力F拉;
(3)此時(shí)物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)p.
3.(2014•濟(jì)寧)山東省第23屆運(yùn)動(dòng)會(huì)山地自行車比賽項(xiàng)目將在濟(jì)寧市萬紫千紅度假村舉行,運(yùn)動(dòng)員李偉參加了小組選拔賽.圖中的山地自行車為比賽用車,其相關(guān)數(shù)據(jù)見表:
車架材料 碳纖維
車架材料體積/cm3 2 500
車架質(zhì)量/kg 4.5
整車質(zhì)量/kg 10
單輪接觸面積/cm2 4
(1)求碳纖維車架的密度;
(2) 估算比賽中的山地自行車對(duì)地面的壓強(qiáng);
(3)李偉在某路段勻速騎行6 km,耗時(shí)10 min,若該路段阻力為總重力的0.02倍,求他的騎行功率.
4.(2014•長沙)如圖是一個(gè)上肢力量健身器示意圖.D是動(dòng)滑輪;配重A的質(zhì)量為140 kg,底面積是8.0×10-2 m2,杠桿EH可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),OE∶OH =1∶2.假定運(yùn)動(dòng)員體重是600 N,一只腳板與地面的接觸面積為2.0×10-2 m2,(不計(jì)杠桿重、繩重及摩擦,g取10 N/kg).求:
(1)配重A自由放置時(shí)對(duì)地面的壓力是多大?
(2)當(dāng)人將配重A勻速提升0.2 m時(shí),人做功340 J,動(dòng)滑輪重為多少?
(3)當(dāng)配重A和人對(duì)地面的壓強(qiáng)相等且杠桿在水平位置平衡時(shí),人對(duì)繩的拉力為多大?
5.(2013•湖州)如圖裝置為某學(xué)生在科技創(chuàng)新大賽時(shí)發(fā)明的可以直接測量液體密度的“密度天平”.其制作過程和原理如下:選擇一根長1米的杠桿,調(diào)節(jié)兩邊螺母使杠桿在水平位置平衡.在左側(cè)離中點(diǎn)10厘米的A位置用細(xì)線固定一個(gè)質(zhì)量為150克、容積為80毫升的容器.右側(cè)用細(xì)線懸 掛一質(zhì)量為50克的鉤 碼(細(xì)線的質(zhì)量忽略不計(jì)).測量時(shí)往容器中加滿待測液體,移動(dòng)鉤碼使杠桿在水平位置平衡,在鉤碼懸掛位置直接讀出液體的密度.
(1)該“ 密度天平”的“零刻度”應(yīng)標(biāo)在右端離支點(diǎn)O______厘米處.
(2)該“密度天平”的量程為多大?
(3)若將鉤碼的質(zhì)量適當(dāng)增大,該“密度天平”的量程將________(填“增大”“減小”或“不變”).
6.(2014•臨沂)如圖所示是某建筑工地用吊車提升大理石板的示意圖.已知大理石的密度是2.8×103 kg/m3,每塊大理石板的規(guī)格為50 cm×50 cm×2 cm,升降機(jī)吊框的重力是600 N.不計(jì)滑輪和鋼絲繩的重力,不計(jì)摩擦,g取10 N/kg.則:
( 1)一塊大理石板平放在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少?
(2)如果吊車鋼絲繩能承受的拉力是10 000 N,則該吊車一次最多能勻速提升多少塊大理石板?
(3)在某次提升作業(yè)中,吊車鋼絲繩的拉動(dòng)速度是0.1 m/s,則在2 min內(nèi)吊車將大理石板提升的高度是多少?
(1)拉力移動(dòng)的距離:
s=ns物=2×2 m=4 m,
拉力做的功:
W總=Fs=1×103 N×4 m=4×103 J;
(2)∵η= ,∴拉力做的有用功:
W有用=W總η=4×103 J×90%=3.6×103 J;
(3)∵W=Fs,∴滑輪組對(duì)汽車的拉力:
F′= = =1.8×103 N.
∵汽車做的是勻速運(yùn)動(dòng),
∴汽車受的拉力和阻力是一對(duì)平衡力,大小相等,
∴汽車受的阻力f=F′=1.8×103 N.
針對(duì)訓(xùn)練
1.(1)轎廂運(yùn)動(dòng)的速度:v= 1.5 m/s;
(2)配重重力對(duì)配重做的功:
W=Fs=Gh=3 000 N×15 m=4.5×104 J;
(3)當(dāng)轎廂勻速上升時(shí),轎廂豎直向下受到自身重和載貨重,豎直向上受到配重拉力和電機(jī)的拉力,滿足
G空+G貨=F配+F電,所以F電=G空+G貨-F配=3 100 N+1 000 N-3 000 N=1 100 N,所以,電動(dòng)機(jī)的功率至少為:
P= = =F電v=1 100 N×1.5 m/s=1 650 W.
2.(1)物體A的重力
G=mg=70 kg×10 N/kg=700 N;
(2)由杠桿平衡條件得:F拉×LOB=F×LOC,
則F拉= = =300 N;
(3)物體A對(duì)地面的壓力
F壓=G-F拉 =700 N-300 N=400 N;
物體與地面的接觸面積