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文檔簡介
1、<p><b> 典型例題解析</b></p><p> 例1 (鎮(zhèn)江市中考試題)如圖1—6—1(a)所示的杠桿重;不計,O為支點,AO=0.2m,當在A點懸吊一重6N的物體,繩子的拉力F=3N時,杠桿在水平位置平衡,在圖中畫出拉力礦的力臂l2,力臂l2為________m.</p><p> ?。╝) ` ?。╞)</p>&l
2、t;p><b> 圖1—6—1</b></p><p> 如圖1—6—1(b),畫出杠桿OAB示意圖,找到支點O,BC為力的作用線,畫出力臂l2.</p><p> 根據(jù)杠桿的平衡條件:G·OA=Fl2</p><p> 代入數(shù)值:6N×0.2m=3N×l2</p><p>
3、 l2=2×0.2 m=0.4 m</p><p> 答案 力臂l2如圖1—6—1(b),l2為0.4m</p><p> 例2 如圖1—6—2(a)是一個均勻直杠桿,O為支點,在A點掛一重10N的物體,則在B點用20N的力,可以使杠桿處于水平平衡狀態(tài).問:(1)若在C點仍用20N向下的力,杠桿能否平衡?(圖中每個格距離相等)</p><p> ?。?
4、)若在C點用20N的力,方向不限,討論杠桿是否可能平衡?</p><p> 精析 F的力臂大小直接關系到杠桿能否平衡.</p><p> 解 (1)力F作用于B點時,杠桿平衡:</p><p><b> G·AO=F·OB</b></p><p> 當力F作用于C點時:G·AO=10
5、N×AO=10N×2OB</p><p> ?。╝) ` ?。╞)</p><p><b> 圖1—6—2</b></p><p> F·OC=20 N×20 B </p><p><b> F·OC>G·AO</b><
6、;/p><p> ∴ 杠桿不能平衡,C端下沉.</p><p> ?。?)根據(jù)上面的討論,若C點用力為20N,但方向不限的話,我們可以采取減小力臂的方法,使杠桿重新平衡.如圖1—6—2(b).</p><p> 當F斜著用力時,力臂減小為l2.</p><p> 若此時F=20N,l2=OB大小,則杠桿可以再次平衡.</p>
7、<p> 答案 不能平衡,可能平衡 </p><p> 例3 (哈爾濱市中考試題)下圖中可視為費力杠桿的是(如圖l—6—3) ( )</p><p> A B</p><p> C D</p><p><b> 圖1—6—3</b></p>&l
8、t;p> 精析 起重機,l1<l2,F(xiàn)l>F2為費力杠桿.其他:手推車、瓶啟子、撬杠均是l1>l2,為省力杠桿.</p><p><b> 答案 A</b></p><p> 例4 (烏魯木齊市中考試題)如圖1—6—4(a)所示,杠桿A處掛一重為40N的物體,杠桿在拉力F作用下保持平衡.O是杠桿的支點.請畫出拉力F的力臂L.并寫出杠桿平衡時的表達式.<
9、;/p><p> ?。╝) ?。╞)</p><p> ?。╟) ?。╠)</p><p><b> 圖1—6—4</b></p><p> 如圖1—6—4(b)F的力臂為L.杠桿平衡時:G·OA=F·L.</p><p> 擴展:若CB>AO
10、>OC,當F方向垂直于CB時,F(xiàn)的力臂為L′>OA,F(xiàn)<G.</p><p> 當F沿CB方向時,如圖1—6—4(d).F的力臂為L″,當L″<OA時,F(xiàn)>G.</p><p> 答案 如圖1—6—4(b)(d),平衡時:G·OA=F·L</p><p> 例5?。ㄌK州市中考題)杠桿OA在力FA、FB的作用下保持水平靜止狀態(tài),如圖1—6—5
11、(a).杠桿的自重不計,O為杠桿的支點,F(xiàn)B的方向與OA垂直,則下列關系式中一定正確的是?。ā 。?lt;/p><p> A.FA·OA=FB·OB B.FA·OA<FB·OB</p><p> C.= D.FA></p><p> ?。╝) ?。╞)</p><p>&l
12、t;b> 圖1—6—5</b></p><p> 精析 此題是考查學生對杠桿平衡條件的理解和能否正確地找出力臂.</p><p> 如圖1—6—5(b),畫出力FA的力臂為lA,F(xiàn)A和OA的夾角為θ。根據(jù)杠桿的平衡條件:FA·lA=FB·OB</p><p> FA·OA sinθ=FB·OB.<
13、;/p><p> 從圖中看出:0°<θ<90° ∴ sinθ<1</p><p> 要保持杠桿平衡:FA·OA>FB·OB,推得FA></p><p><b> 答案 D</b></p><p> 例6?。ㄩL沙市中考試題)在圖1—6—6(a)中,畫出使用滑輪組提升重物時,繩子
14、最省力的繞法.</p><p> ?。╝) ?。╞)</p><p><b> 圖1—6—6</b></p><p> 如圖1—6—6(b),繩子的繞法為最省力,則應從定滑輪開始繞起,最后承擔物重的繩子根數(shù)為4根.</p><p> 如何求滑輪組繩子上的拉力?</p><p> (1
15、)使用滑輪組豎直提起重物</p><p> 第一種情況,在忽略動滑輪重和摩擦及繩重等額外阻力時,繩子自由端拉力:F=.如圖1—6—6(b),n=4,F(xiàn)= </p><p> 第二種情況,不計摩擦和繩重,但考慮動滑輪重.拉力:F=如圖1—6—6(b),若物體重500N,動滑輪重100N,則拉力:F==150N.</p><p> 第三種情況,又要考慮動滑輪重,又
16、要計摩擦等額外阻力,則應從機械效率去考慮求出拉力.</p><p><b> 公式推導:η==</b></p><p> 拉力:F=,如圖1—6—6(b),若物體重500N,滑輪組機械效率為70%,s=4h,則拉力:</p><p> F==≈178.6N</p><p> (2)使用滑輪組平拉重物</p&
17、gt;<p><b> 圖1—6—7</b></p><p> 如圖1—6—7,用滑輪組勻速拉動物體A,這時拉力F大小和重量無直接關系.</p><p> 在不計滑輪重,滑輪摩擦等額外阻力時,拉力:F==,其中f表示A與地面的摩力.n表示與動滑輪連接的繩子根數(shù).設:A重120N,A與地面摩擦力為30N,則拉力:F==10N.</p>
18、<p> 例7?。暇┦兄锌荚囶})利用圖1—6—8中的滑輪組提升重物A(物體A重1600 N),滑輪組的機械效率為80%,當物體勻速提升時,作用在繩端的拉力F為________N,如果增大物重,此滑輪組的機械效率.(選填“變大”、“變小”或“不變”)</p><p><b> 圖1—6—8</b></p><p> 精析 考查力、功和機械效率之間的關系
19、.</p><p> 解 已知:G=1600N,機械效率η=80%</p><p> 設提升時,物體上升h.</p><p> 根據(jù)圖,拉力上升高度為S=4h</p><p> η== F===500N</p><p> 分析物重對機械效率的影響</p><p><b>
20、 η====</b></p><p> 若h、W額不變,G增大,η提高.</p><p> 答案 500N,變大</p><p> 例8?。S岡中考試題)如圖1—6—9所示,物體M放在水平桌面上,現(xiàn)通過一動滑輪(質(zhì)量和摩擦不計)拉著M向左勻速運動,此時彈簧測力計(質(zhì)量可忽略)示數(shù)為10N.若在M上加放一物塊m可保持M向左勻速運動,需在繞過動滑輪的繩
21、子的自由端施加一拉力,則F′?。ā 。?lt;/p><p><b> 圖1—6—9</b></p><p> A.M運動時受到向左的摩擦力</p><p> B.加放m前,M受到10N的摩擦力</p><p> C.加放m前,M受到20N的摩擦力</p><p> D.加放m后,力F′,保持
22、10N不變</p><p> 精析 此題考查學生對平拉滑輪組的受力分析,并考查學生對滑動摩擦力隨壓力增大而增大的知識點.</p><p> 未加m之前,拉力F與彈簧測力計的示數(shù)相同,也為10 N.</p><p> 用動滑輪勻速拉重物,F(xiàn)=,f=2F=20N.f方向向右.C選項是正確的.</p><p> 加放m后,F(xiàn)′= ,由于M對
23、地面壓力增大,所以摩擦力增大,F(xiàn)′也增大,F(xiàn)′>10N.</p><p><b> 答案 C</b></p><p> 例9 在下述情況中,若物體重100N,則力對物體做了多功?</p><p> ?。?)物體沿著光滑的水平面勻速前進了1 m,求推力對物體做的功.</p><p> ?。?)物體沿水平面勻速前進了10
24、m,摩擦力是20N,求拉力做的功.</p><p> ?。?)物體沿光滑斜面滑下,斜面高1 m,長2m,如圖l—6—10所示,求重力對物體做的功.</p><p> ?。?)如圖1—6—10,物體從斜面上滑下,求支持力對物體做的功.</p><p><b> 圖1—6—10</b></p><p> 精析 初中階段研
25、究力做功,主要指下列幾種情況:</p><p> 第一種:力和物體運動方向一致,稱為力對物體做功.</p><p> 第二種:力和物體運動方向相反,可以稱為克服某個力做功.如向上拋出某個物體,重力方向向下,物體運動方向向上,可以稱為克服重力做了功.</p><p> 第三種:當某個力和運動方向垂直,則這個力對物體做的功為零.</p><p&
26、gt; 解?。?)水平面光滑,認為摩擦力為零.物體勻速前進,推力也為零.這時W=0.</p><p> ?。?)物體勻速直線運動,推力F=f(摩擦力)=20N,s=10m,所以:W=20N×10m=200J.</p><p> ?。?)物體沿重力方向移動的距離為h,重力做的功W=Gh=100N×1m=100J.</p><p> ?。?)如圖1
27、—4—10,物體沿斜面運動,支持力方向與運動方向垂直,物體沿支持力方向沒有移動,W=0.</p><p> 答案 (1)W=0 ?。?)W=200 J (3)W=100 J ?。?)W=0</p><p> 例10?。ū本┦形鞒菂^(qū)中考試題)圖1—6—11所示滑輪組勻速提升物體.已知物重G=240N,拉力F=100N,該滑輪組的機械效率是________.</p><
28、p><b> 圖1—6—11</b></p><p> 精析 此題主要考查是否會計算滑輪組的有用功、總功和機械效率.</p><p> 解 有用功:W有=Gh=240N·h</p><p> h為物體被提升的高度.</p><p> 總功:W總=F·s=F·3h=100N
29、183;3h</p><p> s為拉力移動的距離.</p><p> 注意:有3根繩子連在動滑輪上,則s=3h</p><p> 機械效率:η====80%</p><p> 錯解 有的學生忽略了距離關系,認為總功:W總=F·h=100N·h.按照這個分析,求得η>100%,結(jié)果與實際情況不符.</p>
30、;<p> ∵ W總=W有+W額,由于額處功的存在,W有一定小于W總,η一定<100%.</p><p><b> 答案 80%</b></p><p> 例11 (北京市石景山區(qū)試題)用動滑輪將400N的貨物以0.5m/s的速度勻速提高了2m,繩端的作用力是250N,則有用功的功率是________W.</p><p>
31、 精析 題目給了力、距離和速度等多個數(shù)據(jù).考查學生面對多個量,能否正確地挑選出題目所需要的數(shù)值.</p><p> 解 有用功率的概念:P有===G·v其中G為物體重,v為物體上升速度.</p><p> P有=Gv=400N×0.5m/s=200W</p><p> 擴展:如果求總功率,則有:</p><p>&l
32、t;b> P總===F·v′</b></p><p> v′為拉力F提升速度.</p><p> 在此題中,一個動滑輪:s=2h,所以v′=2v=1m/s</p><p> ∴ P總=Fv′=250N×1m/s=250W</p><p> 通過P有和P總,還可以求出這個動滑輪的機械效率.<
33、/p><p><b> 答案 200W</b></p><p> 例12?。ㄩL沙市中考試題)跳傘運動員從空中勻速下落,人和傘的 ( ?。?lt;/p><p> A.動能增加,重力勢能減少,機械能不變</p><p> B.動能不變,重力勢能減少,機械能減少</p><p> C.動能減少,重力勢
34、能增加,機械能增加</p><p> D.動能不變,重力勢能不變,機械能不變</p><p> 精析 從動能、重力勢能、機械能的概念出發(fā)去分析問題.</p><p> 勻速下落的跳傘運動員,質(zhì)量和速度不變,動能不變;</p><p> 下落過程中,相對地面的高度減小,重力勢能減少;</p><p> 機械能=
35、動能+勢能,動能不變,勢能減少,機械能減少.</p><p><b> 答案 B</b></p><p> 例13 如圖1—6—12,均勻杠桿下面分別掛有若干個相同的鐵塊,每小格距離相等,支點在O,此時杠桿已處于平衡狀態(tài).問:當下面幾種情況發(fā)生后,杠桿能否再次平衡?</p><p> (1)兩邊各減去一個鐵塊;</p>&l
36、t;p> ?。?)將兩側(cè)鐵塊向支點方向移一個格;</p><p> ?。?)將兩邊各一個鐵塊浸沒于水中;</p><p> ?。?)將兩側(cè)所有鐵塊分別浸沒于水中;</p><p> ?。?)左側(cè)有兩個鐵塊浸沒于煤油中,右側(cè)有一個鐵塊浸沒于水中.(煤油密度油=0.8×103kg/m3) </p><p><b> 圖
37、1—6—12</b></p><p> 精析 對于一個已經(jīng)平衡的杠桿來說,當某個力或力臂發(fā)生變化時,若變化的力×變化的力臂仍相等,則杠桿仍保持平否則,就失去平衡.</p><p> 解?。?)設一個鐵塊重G,一個格長度為l,當兩側(cè)各減去一個鐵塊時,對于左端,力×力臂的變化=G×3l,對于右端,力×力臂的變化=G×4l,可見右
38、端“力×力臂”減少的多,因而杠桿右端上升,左端下沉,杠桿不再平衡.</p><p> ?。?)所設與(1)相同,</p><p> 左側(cè):力×力臂的變化=4G×l</p><p> 右側(cè):力×力臂的變化=3G×l</p><p> 左端力×力臂的變化大,減少的力×力臂
39、大,因此杠桿左端上升,右端下沉,杠桿不再平衡.</p><p> (3)當兩邊各有一個鐵塊浸沒于水中時,設一個鐵塊受的浮力為 F浮,兩側(cè)的鐵塊受的浮力是相同的.</p><p> 對于左端:“力×力臂”的變化=F浮×3l</p><p> 對于右端:“力×力臂”的變化=F浮×4l</p><p>
40、 比較兩端變化,右端變化大,因為所受浮力方向是向上的,因而杠桿右端上升,左端下沉.</p><p> ?。?)題目所設與(3)相同, </p><p> 對于左端:“力×力臂”的變化=4F浮×3l=12F浮·l</p><p> 對于右端:“力×力臂”的變化=3F浮×4l=12F浮·l</p&
41、gt;<p> 比較兩端變化是一樣的,因而杠桿仍保持平衡.</p><p> ?。?)左側(cè)兩個鐵塊浸沒于煤油中,設一個鐵塊體積為V,則兩個鐵塊受的浮力為:F1=油g·2V=2油gV,右側(cè)一個鐵塊浸沒于水中,鐵塊受的浮力F2=水g V</p><p> 左側(cè):“力×力臂”的變化=Fl·3l=6油gV·l</p><
42、p> 右側(cè):“力×力臂”的變化=F2·4l=4油gV·l</p><p> 將油、水代入比較得:</p><p> 左側(cè)“力×力臂”的變化大,因為所受浮力方向是向上的,因而杠桿左端上升,右端下沉.</p><p> 答案?。?)杠桿失去平衡,左端下沉;</p><p> ?。?)杠桿失去平
43、衡,右端下沉;</p><p> (3)杠桿失去平衡,左端下沉;</p><p> ?。?)杠桿仍保持平衡</p><p> ?。?)杠桿失去平衡,右端下沉.</p><p> 例14 如圖1—6—13(a),物體A重30N,掛在水平橫桿C端,橫桿可繞A點轉(zhuǎn)動,繩子BD作用于AC,使AC處于靜止狀態(tài),水平橫桿AC長2m.BC長0.5m,若
44、桿重不計,繩子BD作用在橫桿上的拉力大小是________N.若考慮桿重為20N,拉力大小又是________.</p><p> ?。╝) (b)</p><p><b> ?。╟)</b></p><p><b> 圖1—6—13</b></p><p> 精析 確定支點,找出
45、力臂,列出杠桿平衡方程.</p><p> 解 如圖1—6—13(b),以A為支點,重物GA的力臂為AC,F(xiàn)的力臂為lF,</p><p> lF=AB·sin30°=×(2m-0.5m)=0.75m.</p><p><b> 杠桿平衡方程為:</b></p><p> GA
46、83;lAC=F·lF</p><p> F=××30N=80N</p><p> 當考慮桿重時,如圖1—6—13(c),杠桿平衡條件為:</p><p> F′·lF=GA·lAC+G桿·lAC</p><p> 均勻桿,重心在中點,代入數(shù)值</p><
47、p> F′·0.75m=30N×2m+20N×1</p><p><b> F′≈107N</b></p><p> 答案 80N,107N</p><p><b> 圖1—6—14</b></p><p> 例15 如圖1—6—14,在一輕桿AB的B處
48、掛一重為89N的物體,把物體浸沒在水中,在A點作用19.75N的向下的力,杠桿可以平衡,已知:OA∶OB=4∶1,求物體的密度.(g取10N/kg)</p><p> 精析 在杠桿知識和浮力知識結(jié)合,仍以杠桿平衡條件列出方程,只是在分析B端受力時,考慮到浮力就可以了.</p><p> 解 已知重力G=89N</p><p> 以O為支點,杠桿平衡時有:<
49、;/p><p> FA·OA=FB·OB</p><p> FB=·FA=×19.75N=79N</p><p> 物體所受浮力F?。紾-FB=89N-79N=10N</p><p> V排===1×10—3m3</p><p><b> V物=V排&l
50、t;/b></p><p><b> m===8.9kg</b></p><p><b> 物體密度:</b></p><p> ===8.9×103kg/m3</p><p> 答案 8.9×103kg/m3</p><p> 例16?。?/p>
51、西寧市中考試題)一根輕質(zhì)杠桿可繞O點轉(zhuǎn)動,在杠桿的中點掛一重物G,在桿的另一端施加一個方向始終保持水平的力F,如圖l—6—15(a)所示,力F使桿從所示位置慢慢抬起到水平位置的過程中,力F和它的力臂LF、重力G和它的力臂LG的變化情況是?。ā 。?lt;/p><p> A.F增大,LF減小 B.F減小,LF增大</p><p> C.G不變,LG減小 D.G不變,LG增大
52、</p><p> (a) ?。╞)</p><p><b> 圖1—6—15</b></p><p> 精析 以O為支點,杠桿慢慢抬起過程中,重力大小為G,始終不變,重力的力臂為LG,從圖中看出,LG增大了.拉力大小為F,從圖中看出,拉力的力臂LF變小了.</p><p> 解 設桿OB與水平線夾角
53、為θ,如圖1—6—15(b).列出杠桿平衡方程:</p><p><b> F·lF=G·lG</b></p><p> F·OB· sinθ=G·cosθ</p><p><b> F=G·cotθ</b></p><p> 杠桿
54、抬起過程中,θ減小,cotθ增大,F(xiàn)增大</p><p><b> 圖1—6—16</b></p><p><b> 答案 A、D</b></p><p> 例17?。ㄋ拇ㄊ≈锌荚囶})如圖1—6—16,金屬塊M靜止置于水平地面上時,對地面的壓強為5.4×105Pa,輕質(zhì)杠桿AB的支點為O,OA∶OB=5∶3
55、,在杠桿的B端,用輕繩將金屬塊吊起,若在杠桿的A端懸掛質(zhì)量為m=4kg的物體時,杠桿在水平位置平衡,此時金屬塊對地面的壓強為1.8×105Pa.若要使金屬塊離開地面,那么杠桿A端所掛物體的質(zhì)量應為多少?</p><p> 精析 這道題綜合了壓強、力的平衡、杠桿等知識.解題時,要列出杠桿平衡的方程,對M要作出正確的受力分析.</p><p> 解 當M單獨靜置于地面時,M對地面
56、的壓強為:</p><p> p1== ①</p><p> 當A端掛m后,B端的繩子也對M產(chǎn)生力F,M對地面的壓強:</p><p><b> p2== ?、?lt;/b></p><p><b> ①÷②得=</b></p><p> 得3(Mg-
57、F)=Mg</p><p><b> 2Mg=3F</b></p><p><b> F=Mg</b></p><p> 此時杠桿平衡:mg·OA=F·OB ?、?lt;/p><p> 代入OA∶OB=5∶3 4kg×g×5=F×3</
58、p><p> 代簡并代入③式得:F==Mg</p><p><b> ∴ M=10kg</b></p><p> 當金屬塊離開地面時:M受的拉力F′=Mg,杠桿平衡時,m′g· OA=Mg·OB</p><p> m′=· M=×10kg=6kg</p><
59、p><b> 答案 6kg</b></p><p> 例18?。ü枮I市中考試題)一人利用如圖1—6—17所示的滑輪組勻速提升重為450N的物體,若每個滑輪重50N,人重600N,則人對地面的壓力是________N.(不計摩擦力)</p><p><b> 圖1—6—17</b></p><p> 精析 人
60、對地面的壓力大小,取決于人受的力,而人受的力,又與滑輪組繩子上的拉力F有關.</p><p> 解 滑輪組上承擔物重的繩子根數(shù)為2.所以滑輪組繩子上的拉力:</p><p> F=(G+G動)(G:物重,G動:動滑輪重)</p><p> ?。剑?50N+50N)</p><p><b> ?。?50N</b><
61、;/p><p> 人受力為:重力G′,繩子的拉力F和地面的支持力N.F+N=G′</p><p> 支持力:N=G′-F=600N-250N=350N</p><p> 根據(jù)相互作用力大小相等,人對地面的壓力:F′=N=350N</p><p> 答案 人對地面壓力350N</p><p> 例19 如圖1—6—
62、18,滑輪及繩子的質(zhì)量和摩擦不計,物體A重G1,木板重G2,要使木板處于平衡狀態(tài),求:</p><p> ?。?)繩子對A的拉力多大?</p><p> ?。?)A對木板壓力多大? </p><p> 精析 分析繩子上的拉力(且同根繩子上的拉力,大小不變),然后以某物為研究對象,列出受力平衡式.</p><p> 解?。?)研究繩子1、
63、2、3、4上拉力,如圖1—4—18,設與A相連的繩子2的拉力為F,則繩子3的拉力也為F,繩子4的拉力為2和3的拉力之和為2F,繩子1的拉力也為2F.</p><p><b> 圖1—6—18</b></p><p> 以物體A和板為研究對象:</p><p> 向下受重力為:Gl+G2</p><p> 向上受繩
64、子1、2、3的拉力,大小為:4F.</p><p> A和木板處于靜止狀態(tài):4F=G1+G2</p><p> ?。?)以A為研究對象:</p><p> A受重力G1,拉力F= 和持力N.</p><p> A靜止時,Gl=F+N</p><p> N=G1-F=G1-G1-G2=G1-G2</p&g
65、t;<p> 根據(jù)相互作用力大小相等,A對木板的壓力:</p><p><b> N′=G1-G2</b></p><p> 答案?。?) (2)G1-G2</p><p> 例20 如圖1—6—19所示裝置,杠桿處于平衡狀態(tài),G1=10N,AB=4OB,求:G2.(不計滑輪重)</p><p>
66、 精析 以杠桿平衡條件為基礎,正確分析出滑輪上各段繩子的拉力.</p><p> 解 杠桿AOB平衡時,以O為支點: </p><p> G1·AO=F·OB(F為B點的拉力)</p><p><b> 圖1—6—19</b></p><p> F=×G1=×10=30N
67、</p><p> 重物G2上方有兩個動滑輪,每次的拉力均減少一半.所以F=G2,G2=4F=4×30N=120N.</p><p><b> 答案 120N</b></p><p> 例21 (北京市模擬題)如圖1—6—20,m甲∶m乙=1∶4,甲=2×103kg/m3,地面對乙的支持力為F,若將甲浸沒于水中,地面對
68、乙的支持力為F′,求:F∶F′.</p><p><b> 圖1—6—20</b></p><p> 設:與甲相連的滑輪為1,與乙相連的滑輪為2.</p><p> 分析與滑輪相連的各段繩子的受力情況:</p><p> 滑輪1:兩側(cè)繩子受力大小為:G甲</p><p> 滑輪2:兩側(cè)繩
69、子受力大小為:G甲</p><p> 乙靜止時:受重力G乙、拉力F1=2G甲和地面支持力F</p><p> 當甲物體未浸入水中時,地面給乙的支持力為F∶F=G乙-2G甲</p><p> ∵ =,=,∴ F=4G甲-2G甲=2G甲</p><p> 當甲物體浸沒于水中時,地面給乙的支持力為F′:</p><p&g
70、t; F′=G乙-2(G甲-F浮甲)=G乙-2 G甲+2水gV甲</p><p><b> ?。?G甲+2水g</b></p><p> ∵ 甲=2×103kg/m3=2水代入上式</p><p><b> ?。剑?lt;/b></p><p> 答案 F∶F′=2∶3</p>
71、<p> 例22?。ǜV菔兄锌荚囶})如圖1—6—21中,物體A重50N,物體B重30N,物體A在物體B的作用下向右做勻速直線運動.如果在物體A上加一個水平向左的力F2拉動 物體A,使物體B以0.1m/s的速度勻速上升,2s內(nèi)拉力F2所做的功是________J.(滑輪和繩子的重以及繩子與滑輪之間的摩擦均不計)</p><p><b> 圖1—6—21</b></p&g
72、t;<p> 精析 拉力的功W=Fs,要正確求出功,必須求出拉力和拉力移動的距離,這就和滑輪組的受力分析綜合起來了.</p><p> 已知:GA=50N,GB=30N,vB=0.1 m/s,t=2s.</p><p><b> 求:W</b></p><p> 解 A向右運動,受向右拉力F1和向左的摩擦力f,A勻速運動:
73、f=Fl.</p><p> 與B相連的滑輪上方共有3根繩子承擔物重GB.</p><p> ∴ F1=GB=×30=10</p><p><b> f=F1=10N</b></p><p> 當A向左運動時,A受向左的拉力F2和向右的摩擦力f及向右的繩子拉力F1.</p><p&g
74、t; F2=f+F1(F1=GB=10N),f大小不變</p><p> ∴ F2=10N+10N=20N</p><p> 在2s內(nèi),物體上升距離h=vB×t=0.1m/s×2s=0.2m</p><p> 拉力移動距離s=3h=3×0.2m=0.6m</p><p> 拉力做的功W=F2s=20N&
75、#215;0.6m=12J</p><p><b> 答案 12J</b></p><p> 例23 如圖1—6—22,把重250N的物體沿著長5m,高1 m的斜面勻速拉到斜面頂端,(1)若不計摩擦,求拉力;(2)若所用拉力為100N,求斜面的機械效率.</p><p><b> 圖1—6—22</b></p&
76、gt;<p> 精析 根據(jù)功的原理,動力做的功為W1=F·L,克服重力做的功為W2=Gh. </p><p> 解?。?)不計摩擦時:</p><p> W1=W2 FL=Gh</p><p> F=G=×250N=50N</p><p> (2)若所用拉力為F′=100N時.克服重力做的功為:W2
77、=Gh=250N×1m=250J</p><p> 動力做的功為:W1=FL=100 N×5 m=500J</p><p> 斜面的機械效率:η===50%</p><p> 答案?。?)50N?。?)50%</p><p> 例24 如圖1—6—23所示,用滑輪組將重為G的物體提高了2m,若不計動滑輪重和摩擦阻力
78、,拉力做的功為800J.求:物重.</p><p><b> 圖1—6—23</b></p><p> 解法1 若不計動滑輪重和摩擦等阻力.利用功的原理:動力做的功=克服重力做的功</p><p> ∴ W=800J,h=2 m</p><p><b> G==</b></p>
79、<p> 解法2 根據(jù)圖示滑輪組:</p><p> 當物體上升h=2m時,拉力F要向上提s=6m.</p><p><b> F===N</b></p><p> 不計動滑輪重和摩擦. </p><p> G=3F=3×N=400N</p><p><b&g
80、t; 答案 400N</b></p><p> 例25?。ū本┦袞|城區(qū)中考試題)如圖1—6—24所示,物體A的質(zhì)量為50kg.當力F為100N時,物體A恰能勻速前進.若物體A前進0.5m所用時間為10s,(不計繩和滑輪重)求:</p><p><b> 圖1—6—24</b></p><p> ?。?)物體A的重力.</
81、p><p> ?。?)物體A受到的摩擦力.</p><p><b> (3)力F做的功.</b></p><p> ?。?)力F做的功率?</p><p> 解?。?)A的重力:G=mg=50kg×9.8N/kg=490N</p><p> (2)A勻速前進:f=2F=200N<
82、/p><p> ?。?)10s,物體A前進:s1=0.5m</p><p> 拉力F向前移動距離:s2=2×0.5m=1m</p><p> 力F做功:W=Fs2=100N×1m=100J</p><p> (4)力F功率:P===10W</p><p> 答案?。?)490N (2)200N
83、?。?)100N ?。?)10W</p><p> 例26 (北京市平谷縣試題)一架起重機在60s內(nèi)能將密度為2×103kg/m3,體積為5m3的物體勻速提高12m,求這架起重機的功率?</p><p> 已知:=2×103kg/m3,t=60s V=5m3 h=12m</p><p><b> 求:功率P</b>&
84、lt;/p><p> 解 物體重:G=mg=Vg=2×103kg/m3×5m3×9.8N/kg=9.8×104N</p><p><b> 克服物重做的功:</b></p><p> W=Gh=9.8×104N×12m=1.76×106J</p><p&
85、gt;<b> 功率:P==</b></p><p> ?。?.96×104W</p><p> 答案 1.96×104W</p><p> 例27?。ù筮B市中考試題)如圖1—4—25所示,用滑輪勻速提起1200N的重物,拉力做功的功率為1000W,繩子自由端的上升速度為2m/s,(不計繩重和摩擦)求:</p&g
86、t;<p> (1)作用在繩自由端的拉力多大?</p><p> (2)滑輪組的機械效率為多大?</p><p> (3)若用此滑輪組勻速提起2400N的重物,作用在繩子自由端的拉力為多少?</p><p><b> 1—4—25</b></p><p> 精析 求滑輪組的機械效率關鍵是搞清有用功
87、和總功.涉及功率時,也同樣要區(qū)別有用功率和總功率.</p><p> 解 已知G=1200N,P總=100W,vF=2m/s</p><p> 在分析已知條件時,應注意此時拉力的功率為總功率,速度為拉力F移動的速度</p><p> ?。?)∵ P總==F·vF</p><p> ∴ F===500N</p>&
88、lt;p> ?。?)η======80%</p><p> (3)當物體重力為G′=2400N時,機械效率也要變化,但不計繩重和摩擦時,由前面給的已知條件,可先求出動滑輪重,由</p><p><b> F=(G動+G)</b></p><p> G動=3F-G=1500N-1200N=300N</p><p&g
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