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如图所示是某科技小组设计的一个提升重物的装置,CD是一个以O点为转轴的水平杠杆,CO:OD=3:2.滑轮组固定在杠杆C点,通过固定在水平地面的电动机匀速提升重物,每个滑轮的质量均为m.放置在水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D点,使杠杆CD始终保持水平平衡,配重E的质量mE为100kg.当电动机用拉力F1匀速提升重物A时,滑轮组的机械效率为η1,物体A匀速上升的速度为v1;当电动机用拉力F2匀速提升重物B时,滑轮组的机械效率为η2,物体B匀速上升的速度为v2.在匀速提升重物A、B的过程中,电动机的功率保持不变.已知F2-F1=50N,v1:v2=5:4,η2=90%.细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦均忽略不计,g取10N/kg.求:
(1)拉力F1的大小;
(2)滑轮组的机械效率η1;
(3)当电动机用拉力F2匀速提升重物B时,配重E对地面的压力N2.
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如图甲是海洋中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图.DB是以O点为转轴的水平杠杆,OD的长度为1.6m.水平甲板上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端,配重E的质量mE为225kg.安装在杠杆DB上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成,行走装置的质量m为25kg.电动机Q可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿BO水平滑动.固定在提升电动机下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y,当行走装置处于杠杆DB上C点的位置时,提升电动机拉动绳子H端,通过滑轮组Y竖直提升水中的物体A.物体A完全在水中匀速上升的过程中,滑轮组Y的机械效率为η1,甲板对配重E的支持力为N1;物体A全部露出水面匀速竖直上升的过程中,滑轮组Y的机械效率为η2,甲板对配重E的支持力为N2.滑轮组Y提升物体A的过程中,行走装置受到的水平拉力始终为零,杠杆DB在水平位置保持平衡.已知物体A的质量mA为50kg,体积V为20dm3,N1与N2之比为3:2,η1与η2之比为9:10.物体A被打捞出水面后,停留在一定高度,电动机Q开始拉动行走装置.在行走装置以0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中,拉力T所做的功随时间变化的图象如图乙所示,行走装置受到的水平拉力为F.细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计,g取10N/kg.
求:(1)OC的长度;
(2)拉力F.
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如图甲是海洋中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图.DB是以O点为转轴的水平杠杆,OD的长度为1.6m.水平甲板上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端,配重E的质量mE为225kg.安装在杠杆DB上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成,行走装置的质量m为25kg.电动机Q可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿BO水平滑动.固定在提升电动机下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y,当行走装置处于杠杆DB上C点的位置时,提升电动机拉动绳子H端,通过滑轮组Y竖直提升水中的物体A.物体A完全在水中匀速上升的过程中,滑轮组Y的机械效率为η1,甲板对配重E的支持力为N1;物体A全部露出水面匀速竖直上升的过程中,滑轮组Y的机械效率为η2,甲板对配重E的支持力为N2.滑轮组Y提升物体A的过程中,行走装置受到的水平拉力始终为零,杠杆DB在水平位置保持平衡.已知物体A的质量mA为50kg,体积V为20dm3,N1与N2之比为3:2,η1与η2之比为9:10.物体A被打捞出水面后,停留在一定高度,电动机Q开始拉动行走装置.在行走装置以0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中,拉力T所做的功随时间变化的图象如图乙所示,行走装置受到的水平拉力为F.细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计,g取10N/kg.
求:(1)OC的长度;
(2)拉力F.
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为了将放置在水平地面上、重G=90N的重物提升到高处,小明同学设计了如图(甲)所示的滑轮组装置。当小明用如图(乙)所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,重物的速度υ随时间t变化的关系图像如图(丙)所示.若重物与地面的接触面积S=3×10-2 m2,不计绳重和摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。则2-3s内拉力F的功率为______W,0-1s内重物对水平地面的压强为 Pa。
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为了将放置在水平地面上重G=100N的重物A提升到高处.小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置.当小明用竖直向下的力拉绳时,拉力F、重物上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图乙、丙和丁所示.不计绳重及轴摩擦.求:
(1)在2~3s内,滑轮组的机械效率
(2)在1~2s内,拉力F做功的平均功率P.
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实验台上有组装好的实验装置,如图所示,其中弹簧测力计的量程为0~5N。另外还有质量均为100g的钩码若干(图中未画出)。小刚利用上述实验装置和钩码设计一个物理实验,探究“用动滑轮提升重物时,如果动滑轮的机械效率不变,有用功跟总功的关系”(实验时不计绳的质量和滑轮与轴的摩擦)。小刚的实验步骤如下,请帮他填写完整。
(1)在动滑轮挂钩上挂2个钩码,用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端移动一段距离。他把2个钩码的总质量用m表示,绳子自由端所受拉力用F表示,绳子自由端移动的距离用s表示,钩码上升的高度用h表示;并将测量数据记录在表格中;
(2)保持动滑轮所挂钩码个数不变,依次改变绳子自由端移动的距离s,仿照步骤(1)又做了5次实验,并把各次的测量数据记录在表格中;
(3)利用__________计算出各次的总功,用_________计算出各次的有用功,并将各次的总功、有用功记录在表格中;
(4)利用上述实验装置,在测量中,若要提高此装置的机械效率,则应该_______________。
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如图所示,是利用器械提升重物的示意图.当某人自由站在水平地面上时,他对地面的压强P=2×104Pa;当滑轮下未挂重物时,他用力匀速举起杠杆的A端,使杠杆在水平位置平衡时,他对地面的压强P1=2.375×104Pa;当滑轮下加挂重物G后,他用力匀速举起杠杆的A端,使杠杆在水平位置平衡时,他对地面的压强P2=5.75×104Pa.假设这个人用的力和绳端B用的力始终沿竖直方向,加挂重物前后他对杠杆A端施加的举力分别为F1、F2,已知F2=1500N.(杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计,g取10N/kg)
求:(1)F1与F2之比;
(2)人的质量m人;
(3)当重物G被匀速提升过程中,滑轮组的机械效率η;
(4)已知重物G的密度与水的密度比为9:1,将重物完全浸没在水中匀速上升时的速度为0.1m/s,若此时已知动滑轮重为100N,那么绳端B的拉力F′做功的功率P′为多大?
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动滑轮实质上是一个杠杆,O点可看成是这个杠杆的支点,如图所示是利用动滑轮匀速提升重为G的重物的示意图。
(1)请画出动力F与阻力F'的力臂;
(2)如果动滑轮自重、绳重及摩擦不计,则当拉力F的方向竖直向上时,求F与G的关系。
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在杠杆上的A点挂一重物。在C点对杠杆施加一个最小的力,使杠杆平衡在甲图中所示的位置,试画出这个力的示意图和力臂.如乙图所示,某人使用滑轮组提升重物,请你在答题卡上画出他使用滑轮组最省力的绕法。
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用一个动滑轮提升重物,若把动滑轮看做杠杆,请找出它的支点O,并作出动力臂.