(09西城二模)工人利用滑轮组按照图所示的方式提升货箱.工人

(09西城二模)工人利用滑轮组按照图所示的方式提升货箱.工人 时间就是金钱，效率就是生命～ 第五讲 简单机械综合二 例题精讲 【例1】 (09西城二模)工人利用滑轮组按照图所示的方式提升货箱(工人的体重为G,800NF,500N(提升第一个货箱时，工人用的竖直向下的力拉绳时，没有A0 F,600N的竖直向下的力拉绳时，货箱恰能以的速度匀提起货箱(工人用0.2m/s1 速上升(此时工人提升货箱的效率为(第二个货箱比第一个货箱重，62.5%500N工人仍能提起第二个货箱，并使第二个货箱以的速度匀速上升(求: 0.1m/s(1)第一个货箱未被拉动时，水平地面对货箱的支持力; (2)工人提升第一个货箱和第二个货箱做功功率变化量的大小( 100kg【例2】 (09崇文二模)如图所示的装置中物体的质量为，其底面积为A ,22510m，，是定滑轮，是相同的动滑轮;杠杆可绕点BE、CD、MNO在竖直平面内转动，(小文受到的重力为，他在OMON:1:2,600NN T点施加竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，小文对地面的压力13FFp610Pa，为，物体A受到的拉力为，物体A对地面的压强为;1A11 T当小文在点施加竖直向下的拉力时，杠杆仍在水平位置平衡，小文N2 FF对地面的压力为，物体A受到的拉力为，物体A对地面的压力为2A23Fp410Pa，，物体A对地面的压强为 (杠杆和绳的质量、轴处MN22 10N/kg的摩擦均忽略不计(取(求: g FA(1)物体受到的拉力; A1 T(2)小文施加的拉力; 2 FF:(3)小文对地面的压力之比( 12 唯有惜时才能成功，唯有努力方可成就～ 时间就是金钱，效率就是生命～ 【例3】 (09年丰台二模)如图所示，金鹏同学为他的妈妈设计了一款颈椎拉伸器， 33左边滑轮下端是由密度为的圆柱体合金块充当配重，它的底面积310kg/m， 2为5dm，高为(右边自由端安放颈圈套在患者的颈部(当颈部承受拉力4dm p为时，配重对地面的压强为，当颈部承受的拉力为时，配重对地55N105N1 ,,pp:2:1,p面的压强为，已知，妈妈重，忽略绳重和摩擦，600N111 g,10N/kg，求: (1)配重单独放置时对地面的压强; (2)动滑轮自重; (3)当配重与地面的压强为零时，妈妈对地面的压力为多少( 【例4】 (2010海淀一摸)图是一个建筑工地提升物体的装置示意图，其中ABA 是一个以O为支点的杠杆，且AO:OB=3:4，D是一个系在杠杆B端的配O 重物体，重为2580N(人可以通过固定在杠杆A端的滑轮组提升物体(有 一质量为60kg的工人站在水平地面上，他对地面的压强B 4D (他利用该装置匀速提升一块木材时，配重物体D受到p,，1.210Pa04的支持力为N，工人对地面的压强;他利用该装置匀速p,，0.810Pa11 提升一块钢材时，配重物体D受到的支持力为N，工人向下的拉力为2 F;已知N:N=7:6，提升木材时滑轮组的机械效率η=90%，每个滑轮212 质量都相等，绳重及滑轮与轴的摩擦不计，不计杆的重力，g取 10N/kg(求: (1)工人提升木材时向下的拉力F; 1 (2)工人提升钢材以0.3m/s的速度匀速上升需要的功率( 唯有惜时才能成功，唯有努力方可成就～ 时间就是金钱，效率就是生命～ 【例5】 (2010西城一摸)如图甲所示装置中，物体甲重，动滑轮重，人重(轻G,150NG,50NG,650N甲人轮杆AB可以绕O点转动，且(不计轴摩擦和绳重，当轻杆AB在水平位置时，整个装置OAOB:5:9, F,210NG处于平衡状态，地面对物体乙的支持力为(求:(1)物体乙受到的重力(若用物体丙1乙替换物体甲，并在物体乙的下方连接一个弹簧，如图乙所示，当轻杆AB在水平位置时，整个装置处 F,780NF于平衡状态，弹簧对物体乙的作用力为(求:(2)此时地面对人的支持力( 23 【例6】 (2010宣武一摸)工人用滑轮组提升水中物体A，如图所示(当物体A完全在 F水面下被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为，水平地面对工1 ,N人的支持力为;滑轮组的机械效率为(当物体A完全打捞出水面后60%11 ,被匀速提升的过程中，滑轮组的机械效率为，工人对绳子竖直向下的拉力为2 FN，水平地面对工人的支持力为(已知工人所受重力为，500N22 NN??,72;物体A所受重力为(不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水1000N12 10N/kg的阻力，取(求: g (1)动滑轮所受重力; G动 ,(2)物体A的密度; A ,(3)滑轮组的机械效率; 2 A (4)当物体A完全在水面下时，以的速度被匀速提升时，滑轮组做功0.1m/s P的功率((请画出相关受力分析图) 1((((((( A O 【例7】 (2010丰台一摸)如图所示，A为直立固定的水管，底部活塞B与水C D 唯有惜时才能成功，唯有努力方可成就～ B E 时间就是金钱，效率就是生命～ 管接触良好且无摩擦，其中装入适量的水，水不会流出，活塞与水管壁间没有摩擦(活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆的C点相连，为杠杆的固定转轴(一个滑轮组，其自由端与杠杆的D点相连(滑OCDO 3410Pa，轮组下面挂着一个重为G的物体E(当水对活塞的压强为时，杠杆在水平位置平衡(已知 2，活塞B的横截面积为30cm，活塞与硬杆总重为(动滑轮自重为(不计绳重OCCD??,123N2N (10N/kg)g,和摩擦(求:(1)容器中水受到的重力;(2)物体E的质量( ,33【例8】 ,2010崇文一模,如图所示装置，物体重为，体积，BB50NV,，1.010mB 在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉着物体在水平面上向左匀速运动，此时滑A 轮组的机械效率为(若将物体换成与物体体积相同的物体后，用BB80%C 水平向右的力拉物体，使物体C在水中内匀速上升(物体未露FA4s0.4mC出水面)，此时滑轮组的机械效率为(不计绳重、滑轮轴处摩擦及水的阻60% 10N/kg力，取，计算结果保留,位小数(求: g (1)物体B在水中受到的浮力( F浮 f(2)水平面对物体的摩擦力( AA G(3)物体所受重力与拉力F的比值( CC (4)拉力的功率( FP 天花板 A B O 【例9】 (2010石景山一摸)如图所示为一种蓄水箱的放水装置，AOB是以O点 C 唯有惜时才能成功，唯有努力方可成就～ Q 出水口 时间就是金钱，效率就是生命～ Q为转轴的轻质杠杆，呈水平状态，，(是一个重为、横截面积为ABAO,40cmBO,10cm5N 2100cm50kg的盖板，它通过细绳与杠杆的端相连(在水箱右侧的水平地面上，有一质量为的人A 通过滑轮组拉动系在点呈竖直状态的绳子，可以控制出水口上的盖板(若水箱中水深为，B50cm FN,当盖板恰好要被拉起时，人对绳子的拉力为，水平地面对人的支持力为，滑轮组机械效率为;111 F，当盖板恰好要被拉起时，人对绳子的拉力为，水平地面对人的支持力为若水箱中水深为100cm2N,,,，滑轮组机械效率为(已知与之比为，盖板的厚度、绳重及绳与滑轮间的摩擦均4449?2212 10N/kg可忽略不计，人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上，取(求: g (1)当水箱中水深为时，盖板上表面所受水的压强( 100cm (2)动滑轮的总重( NN(3)和之比( 12 【例10】 (2010怀柔一摸)图22是工人用滑轮组提升水中实心物体A的示意图(当物体完全在水面下被匀速提升到杠杆刚好水A F平时，工人对绳子的拉力为，各段绳子都竖直，工人对水A40.410Pa，平地面的压强为，水平地面对工人的支持力为，N 3800dm，已知物体A的体积为，工人的质量为OAOB,2 270kg500cm，双脚与地面的接触面积为，动滑轮的重力为 (不计绳重、滑轮与轴的摩擦、杠杆的重力以及水的阻400N 10/kgN力，(取)(画出受力示意图并标出有关的物理g 量1分)求: 图22 (1)物体A所受的浮力为多少牛? 3千克米/(2)物体A的密度为多少, 【例11】 (2010平谷一摸)如图所示是小刚利用现有设备设计的一个滑轮组来打捞落水铝锭的示意图(已知图中大小滑轮的质量之比为31?，小刚身体的质量 365kg0.06m是，铝锭的体积为，铝锭出水前与完全出水后小刚对地面的压 唯有惜时才能成功，唯有努力方可成就～ 时间就是金钱，效率就是生命～ 3310N/kg力之比为，铝的密度为(若不计水的阻力、不计绳重和摩擦，取)，g97?2.710kg/m， 求: (1)出水前铝锭受到的浮力是多少, (2)出水前此滑轮组的机械效率是多少, (3)出水后如果铝锭以米/秒的速度匀速上升，小刚作用在绳子自由端拉力的功率是多少, 0.06 【例12】 (2010延庆一摸)火车道口处设置人工控制的栏杆，如图所示是栏杆的示意图(密度和粗细均匀的栏杆全长，质B 6mA 40kg量为(栏杆的重心位于点，栏杆可绕点在竖直平PO 面内无摩擦转动(栏杆的端通过滑轮组来提升栏杆，其H 中、、、都是定滑轮，是动滑轮，为固定在ABDETC 水平地面上的挂钩(当火车通过岔道口后，管理人员用力H C F竖直向下拉绳子，栏杆恰好在水平位置平衡(管理人员1O D P E 为了减轻自己的工作强度，他在端下方的绳子上加挂了H F10kg一个质量为的重物，用力以的速度匀速拉T 0.2m/s2 动绳子使栏杆逆时针转动角时车辆放行(此时管理人45: FF:17:15,员将绳端固定在挂钩T上(已知:;，忽略细绳与滑轮的摩擦(取gOH,1m12 10N/kg(求: F(1)的大小; 1 F(2)的功率; 2 F(3)管理人员用力工作时滑轮组的效率(结果保留一位小数) 2 【例13】 (09年朝阳二模)图是简易电动门式起重机的结构示意图(简易电动门式起重机架在一个水槽式的工作台上(MN为质量可以不 4m计、长为的横梁，行走装置可以把从水中提起的重物在横梁上 唯有惜时才能成功，唯有努力方可成就～ 时间就是金钱，效率就是生命～ 左右移动(提升电动机通过钢丝绳和滑轮组提起重物，滑轮组的结构如图所示(求: 3m(1)当使用该装置将体积为0.2m、质量是的重物从水中匀速提至重物上表面刚好与水面V0.5t1 相平时，(假设重物与水槽底不接触，钢丝绳重和轮、轴间摩擦不计，水的阻力不计)滑轮组 ,的机械效率是(重物受到的浮力和动滑轮的重力分别是多少, 80%FG1浮动 ,(2)重物离开水面后该装置将重物以是的速度匀速竖直向上提升，滑轮组的机械效率1m0.1m/sv2 和电动机拉动钢丝绳的功率分别是多少, P m(3)若行走装置和提升电动机及定滑轮的总质量是，行走装置使提出水面的重物沿横梁从0.2t2 中点向移动到点，以点为轴，以点为轴，点向上的支持力改变量是多A1mBMM,FNN 10N/kg少,(取，机械效率保留两位) g 【例14】 右图是某水上打捞船起吊装置结构示意简图(某次打捞作业中，该船将沉没于水下深处的一只密封货箱以0.1m/s的速度匀速打捞3出水面，已知该货箱体积为50m，质量是200t((g取10N/kg，忽略钢缆绳重及其与滑轮间的摩擦，不考虑风浪、水流等因素的影响() (1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少? (2)货箱完全出水后，又被匀速吊起1m，已知此时钢缆绳拉力F5为6.25×10N，起吊装置的滑轮组机械效率是多少? (3)货箱未露出水面时，钢缆绳拉力的功率为多少? B 【例15】 (09年石景山二模)图是液压汽车起重F AB机提升重物的示意图(是动滑轮，是O A E DE定滑轮，C是卷扬机，是油缸，是 柱塞(卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮C D 上升，同时提升重物(提升重物前，起 唯有惜时才能成功，唯有努力方可成就～ 时间就是金钱，效率就是生命～ 7重机对地面的压强，当提升生物甲匀速上升时，起重机对地面的压强p,，1.810Pa177，当提升重物乙匀速上升时，起重机对地面的压强(假设起重时p,，2.17510Pap,，2.310Pa324NN柱塞沿竖直方向，提升重物甲、乙柱塞对吊臂的支持力分别为和，、N,，3.610N121410N/kg(吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计((取)求: gN,，4.510N2 (1)被提升两物体的重力之比; 的机械效率; (2)提升重物乙匀速上升时，滑轮组AB(3)如果匀速提升重物甲时卷扬机牵引力的功率为，重物甲上升的速度为，那么重4.56kW0.4m/s 物甲的重力是多少, 【例16】 火车与公路交叉处设置人工控制 的栏杆，图是栏杆的示意图(栏 杆全长AB=6m，在栏杆的左端安 装配重，使栏杆和配重总体的重 心位于O点(栏杆的P点安装转 轴，转轴与支架C连结，使栏杆 能绕P在竖直平面无摩擦转动， 支架C用两块木板做成，中间空隙可以容纳栏杆(栏杆的B端搁置在支架D上，当支架D上受到压 F力为时，栏杆恰好在水平位置平衡(当体重为的管理人员双脚站在水平地面时，他对地面的GD人 p压强是;当他用力F竖直向下压A端，使栏杆的B端刚好离开支架，此时人双脚对地面的压强是11 p(管理人员继续用力可使栏杆逆时针转动至竖直位置，并靠在支架C上(火车要通过时，他要在2 A端用力F使栏杆由竖直位置开始离开支架C，使栏杆能顺时针转动直至栏杆B端又搁置在支架D2 3pp:2:1,上(已知，，O点到栏杆下边缘的距离，，栏杆与APOP,,1mOE,0.5mPE,m122 FFF配重的总重G,2403N(求:(1);(2);(3)的最小值，此时的方向((计算和结GD22杆人果可带根号) 【例17】 小林设计了一个由蓄水罐供水的自动饮水槽，如图所示，带有浮球B的直杆AB能绕点转动(为OC质量与厚度不计的橡胶片，之间为质量民粗细AC AB不计的直杆，当进水口停止进水时，与垂AC ABB直，杆成水平静止状态，浮球恰没于水中(浮 ,43110m，B球的体积为，此时橡胶片恰好堵住进水口，橡胶片距水槽中水面的距离为(进C0.1m 24cmB水管的横截面积为，点为浮球的球心， B(不计杆及浮球的自重(g取OBAO,6 10N/kg)( 唯有惜时才能成功，唯有努力方可成就～ 时间就是金钱，效率就是生命～ 求:(1)平衡时细杆对橡胶片的压力大小;(2)蓄水罐中水位跟橡胶片处水位差应恒为多少米( C 【例18】 如图所示是课外小组的同学们设计的一个用水槽来储存二次用水的冲厕装置(其中重为的浮球固定在横杆右端(ABB1N 为浮球的中心)，杆能绕点转动，且是长度的AB4OOBOA倍(横杆左端压在厚为的进水阀门上，进水口的横AB1cmC 24cm截面积为(阀门露出水面，浮球的体积为BC 3331.5cm(进水口距箱底，水箱内溢水管长为，30cm40cm 230cm是一个横截面积为、厚为的排水阀门(用金属D1cm 链将排水阀门D与水箱顶部排水按钮相连，当按动按钮时，铁链向上拉起排水阀门使其打开，水箱排水(要打开排水D 阀门，铁链给它的拉力至少是((进水阀门、直杆、横杆的重务均忽略不计，取DABg12.2NCAC10N/kg)( 求:(1)进水阀门所受水箱中水的向下的压力; C (2)停止蓄水时水槽中的水面比溢水管管口高出多少, (3)排水阀门D的最大质量为多少千克, 【例19】 如图所示为一种蓄水箱的放水装置，是以点为转轴的轻AOBO 质杠杆，是水平状态，两点间距离为，两AOAO、40cmBO、 A点的水平距离为，两点的竖直距离为(点正下10cmBO、7cm 2Q200cm方的是一个重为、横截面积为的盖板(盖板恰好能5N A堵住出水口)，它通过细绳与杠杆的端相连(在水箱右侧的水 60kg平工作台上，有一质量为的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子，从而可以控制水是否能从出水口流出(若水箱 F中水深为，当盖板恰好要被拉起时，人对绳子的拉力为，50cm1 FNNN人对绳子的拉力为，工作台对人的支持力为(已知与2212 唯有惜时才能成功，唯有努力方可成就～ 时间就是金钱，效率就是生命～ 之比为(盖板的厚度、绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，人对绳的拉力与人所受重力在同一69:77 g,10N/kg直线上，取(求: (1)当水箱中水深为时，盖板上表面所受水产生的压强; 50cm F(2)人对绳子的拉力的大小; 1 (3)若与杠杆两端连接的细绳足够结实，而人拉滑轮组的绳子所能承受的最大拉力为，AB、330N 则为能实现使用图中的装置放水，水箱中水的最大深度不得超过多少( 唯有惜时才能成功，唯有努力方可成就～