如圖甲所示,某工地用固定在水平工作臺(tái)上的卷揚(yáng)機(jī)(其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力)通過滑輪組勻速提升貨物.為監(jiān)測(cè)卷揚(yáng)機(jī)的工作情況,將固定卷揚(yáng)機(jī)的工作臺(tái)置于水平杠桿的A端,杠桿的B端連接有配重C,其下方與壓力傳感器相接觸,杠桿AB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)提升G1=1450N的重物以速度v1勻速上升時(shí),卷揚(yáng)機(jī)的拉力為F1,滑輪組的機(jī)械效率為η1,壓力傳感器顯示其對(duì)配重C的支持力為N1;當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)提升重為G2的重物以速度v2勻速上升時(shí),卷揚(yáng)機(jī)的拉力為F2,滑輪組的機(jī)械效率為η2,壓力傳感器顯示其對(duì)配重C的支持力為N2.拉力F1、F2做功隨時(shí)間變化的圖象分別如圖乙中①、②所示.已知卷揚(yáng)機(jī)及其工作臺(tái)的總重為500N,配重C所受的重力為200N,4υ1=3υ2,88η1=87η2,5AO=2OB.杠桿AB所受的重力、繩的質(zhì)量和滑輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì).求:

(1)卷揚(yáng)機(jī)提升重物G2時(shí)的功率;
(2)動(dòng)滑輪所受的重力;
(3)N1與N2的比值.
【答案】分析:(1)由W-t圖象可知卷揚(yáng)機(jī)提升重物G2時(shí),在時(shí)間t=1.5s內(nèi)做功多少,利用功率公式求卷揚(yáng)機(jī)提升重物G2時(shí)的功率;
(2)設(shè)動(dòng)滑輪所受重力為G動(dòng),卷揚(yáng)機(jī)及其工作平臺(tái)所受重力為G,根據(jù)圖象可知t=1.0s內(nèi),拉力F1、F2做功分別為W1=900J,W2=1800J,求出P1和P2的比值,而P=Fv,知道4v1=3v2,據(jù)此求出拉力F1和F2的比值,又知道88η1=87η2,和G1的大小,利用η====求出G2大;再由F1=(G1+G)、F2=(G2+G)聯(lián)立方程組求動(dòng)滑輪重;
(3)由F=(G+G)求出拉力大小,而卷揚(yáng)機(jī)及其工作平臺(tái)受到的重力等于拉力加上支持力,據(jù)此求出支持力的大小,根據(jù)力的作用是相互的,可求杠桿左邊受到的壓力,知道5AO=2OB,利用杠桿平衡條件求杠桿右邊受到的拉力,而配重C受到的重力等于杠桿的拉力加上地面的支持力,據(jù)此求出配重C受到的支持力;
同理求出提升重物G2時(shí)的支持力,進(jìn)而求出N1與N2的比值.
解答:解:(1)由題中W-t圖象可知:
P2==1800W;
(2)設(shè)動(dòng)滑輪所受重力為G動(dòng),卷揚(yáng)機(jī)及其工作平臺(tái)所受重力為G.
根據(jù)圖象可知t=1.0s內(nèi),拉力F1、F2做功分別為W1=900J,W2=1800J,
====,
∵P=Fv,
===,
∵4v1=3v2,
=,
∵η====,
==×=×=×=×=,
解得:
G2=2200N;
提升重物G1的過程中,重物和動(dòng)滑輪受力分析如答圖1所示,
卷揚(yáng)機(jī)及其工作平臺(tái)受力分析如答圖2所示,
杠桿AB受力分析如答圖3所示,
配重C受力分析如答圖4所示.
提升重物G2的過程中,重物和動(dòng)滑輪受力分析如答圖5所示,
卷揚(yáng)機(jī)及其工作平臺(tái)受力分析如答圖6所示,
杠桿AB受力分析如答圖7所示,
配重C受力分析如答圖8所示.

由受力分析可知,F(xiàn)1=(G1+G動(dòng))=(1450N+G動(dòng)),F(xiàn)2=(G2+G動(dòng))=(2200N+G動(dòng)),
=,
即:(1450N+G動(dòng)):(2200N+G動(dòng))=2:3,
∴G動(dòng)=50N.
(3)F1=(G1+G)=(1450N+50N)=300N,NA1=G-F1=500N-300N=200N,
NA1′=NA1,5AO=2OB,
∵NA1′×OA=FB1′×OB,
∴FB1′===80N,
FB1=FB1′,N1=GC-FB1=200N-80N=120N;
F2=(G2+G)=(2200N+50N)=450N,NA2=G-F2=500N-450N=50N,
NA2′=NA2,5AO=2OB,
∵NA2′×OA=FB2′×OB,
∴FB2′===20N,
FB2=FB2′,N2=GC-FB2=200N-20N=180N;
==
答(1)卷揚(yáng)機(jī)提升重物G2時(shí)的功率為1800W;
(2)動(dòng)滑輪所受的重力為50N;
(3)N1與N2的比值為2:3.
點(diǎn)評(píng):本題為力學(xué)綜合題,要求靈活利用所學(xué)知識(shí)、選用所學(xué)公式,利用好滑輪組的特點(diǎn)、杠桿平衡條件,能從圖象得出相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵,難題!
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科目:初中物理 來源: 題型:

(2012?懷柔區(qū)一模)如圖甲所示,某工地用固定在水平工作臺(tái)上的卷揚(yáng)機(jī)(其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力)通過滑輪組勻速提升貨物.為監(jiān)測(cè)卷揚(yáng)機(jī)的工作情況,將固定卷揚(yáng)機(jī)的工作臺(tái)置于水平杠桿的A端,杠桿的B端連接有配重C,其下方與壓力傳感器相接觸,杠桿AB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)提升G1=1450N的重物以速度v1勻速上升時(shí),卷揚(yáng)機(jī)的拉力為F1,滑輪組的機(jī)械效率為η1,壓力傳感器顯示其對(duì)配重C的支持力為N1;當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)提升重為G2的重物以速度v2勻速上升時(shí),卷揚(yáng)機(jī)的拉力為F2,滑輪組的機(jī)械效率為η2,壓力傳感器顯示其對(duì)配重C的支持力為N2.拉力F1、F2做功隨時(shí)間變化的圖象分別如圖乙中①、②所示.已知卷揚(yáng)機(jī)及其工作臺(tái)的總重為500N,配重C所受的重力為200N,4υ1=3υ2,88η1=87η2,5AO=2OB.杠桿AB所受的重力、繩的質(zhì)量和滑輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì).求:

(1)卷揚(yáng)機(jī)提升重物G2時(shí)的功率;
(2)動(dòng)滑輪所受的重力;
(3)N1與N2的比值.

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科目:初中物理 來源:2012年北京市懷柔區(qū)中考一模物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題

如圖甲所示,某工地用固定在水平工作臺(tái)上的卷揚(yáng)機(jī)(其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力)通過滑輪組勻速提升貨物。為監(jiān)測(cè)卷揚(yáng)機(jī)的工作情況,將固定卷揚(yáng)機(jī)的工作臺(tái)置于水平杠桿的A端,杠桿的B端連接有配重C,其下方與壓力傳感器相接觸,杠桿AB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)提升G1=1450N的重物以速度v1勻速上升時(shí),卷揚(yáng)機(jī)的拉力為F1,滑輪組的機(jī)械效率為η1,壓力傳感器顯示其對(duì)配重C的支持力為N1;當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)提升重為G2的重物以速度v2勻速上升時(shí),卷揚(yáng)機(jī)的拉力為F2,滑輪組的機(jī)械效率為η2,壓力傳感器顯示其對(duì)配重C的支持力為N2。拉力F1、F2做功隨時(shí)間變化的圖像分別如圖22乙中①、②所示。已知卷揚(yáng)機(jī)及其工作臺(tái)的總重為500N,配重C所受的重力為200N,4υ1=3υ2,88η1=87η2,5AO=2OB。杠桿AB所受的重力、繩的質(zhì)量和滑輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì)。求:

(1)卷揚(yáng)機(jī)提升重物G2時(shí)的功率;
(2)動(dòng)滑輪所受的重力;
(3)N1N2的比值。

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科目:初中物理 來源:2012年北京市懷柔區(qū)中考一模物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

如圖甲所示,某工地用固定在水平工作臺(tái)上的卷揚(yáng)機(jī)(其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力)通過滑輪組勻速提升貨物。為監(jiān)測(cè)卷揚(yáng)機(jī)的工作情況,將固定卷揚(yáng)機(jī)的工作臺(tái)置于水平杠桿的A端,杠桿的B端連接有配重C,其下方與壓力傳感器相接觸,杠桿AB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)提升G1=1450N的重物以速度v1勻速上升時(shí),卷揚(yáng)機(jī)的拉力為F1,滑輪組的機(jī)械效率為η1,壓力傳感器顯示其對(duì)配重C的支持力為N1;當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)提升重為G2的重物以速度v2勻速上升時(shí),卷揚(yáng)機(jī)的拉力為F2,滑輪組的機(jī)械效率為η2,壓力傳感器顯示其對(duì)配重C的支持力為N2。拉力F1、F2做功隨時(shí)間變化的圖像分別如圖22乙中①、②所示。已知卷揚(yáng)機(jī)及其工作臺(tái)的總重為500N,配重C所受的重力為200N,4υ1=3υ2,88η1=87η2,5AO=2OB。杠桿AB所受的重力、繩的質(zhì)量和滑輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì)。求:

(1)卷揚(yáng)機(jī)提升重物G2時(shí)的功率;

(2)動(dòng)滑輪所受的重力;

(3)N1N2的比值。

 

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科目:初中物理 來源:2011-2012學(xué)年北京市海淀區(qū)九年級(jí)(上)期中物理試卷(解析版) 題型:解答題

如圖甲所示,某工地用固定在水平工作臺(tái)上的卷揚(yáng)機(jī)(其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力)通過滑輪組勻速提升貨物.為監(jiān)測(cè)卷揚(yáng)機(jī)的工作情況,將固定卷揚(yáng)機(jī)的工作臺(tái)置于水平杠桿的A端,杠桿的B端連接有配重C,其下方與壓力傳感器相接觸,杠桿AB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)提升G1=1450N的重物以速度v1勻速上升時(shí),卷揚(yáng)機(jī)的拉力為F1,滑輪組的機(jī)械效率為η1,壓力傳感器顯示其對(duì)配重C的支持力為N1;當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)提升重為G2的重物以速度v2勻速上升時(shí),卷揚(yáng)機(jī)的拉力為F2,滑輪組的機(jī)械效率為η2,壓力傳感器顯示其對(duì)配重C的支持力為N2.拉力F1、F2做功隨時(shí)間變化的圖象分別如圖乙中①、②所示.已知卷揚(yáng)機(jī)及其工作臺(tái)的總重為500N,配重C所受的重力為200N,4υ1=3υ2,88η1=87η2,5AO=2OB.杠桿AB所受的重力、繩的質(zhì)量和滑輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì).求:

(1)卷揚(yáng)機(jī)提升重物G2時(shí)的功率;
(2)動(dòng)滑輪所受的重力;
(3)N1與N2的比值.

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