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题文
如图所示,某工地用固定在水平工作台上的卷扬机(其内部有电动机提供动力)通过滑轮组匀速提升货物,已知卷扬机的总质量为120 kg,工作时拉动绳子的功率恒为400 W。第一次提升质量为320 kg的货物时,卷扬机对绳子的拉力为F1,对工作台的压力为N1;第二次提升质量为240kg的货物时,卷扬机对绳子的拉力为F2,对工作台的压力为N2。已知N2与N1之比为25﹕23,取g=10 N/kg,绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计。求:
(1)卷扬机对绳子的拉力F1的大小;
(2)第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率;
(3)前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比。
题型:计算题难度:偏难来源:北京期中题
答案
解:(1)由题意可知,卷杨机重为mg,被提升货物重为mg.设动滑轮重为G,对卷扬机进行受力分析可知:F=mg+F,压力N=F
对滑轮组进行受力分析,因绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计,所以有:F(mg+G
由题意可得:==
解得动滑轮重G=800 N
卷扬机对绳子的拉力F1(m1g+G) =(320 kg×10 N/kg+800 N)=800 N
(2)第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%。
(3)由第(1)问可得F2(m2g+G)=640 N
 因P==F·v,且卷扬机拉动绳子的功率恒为400W,所以前后两次提升货物过程中,货物竖直向上运动的速度之比为:
据魔方格专家权威分析,试题“如图所示,某工地用固定在水平工作台上的卷扬机(其内部有电动机提..”主要考查你对  滑轮(组)中拉力的计算滑轮(组)的机械效率速度的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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滑轮(组)中拉力的计算滑轮(组)的机械效率速度的计算
考点名称:滑轮(组)中拉力的计算
  • 滑轮组的省力情况:
    使用滑轮组时,滑轮组由几段绳子吊着动滑轮,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
  • 滑轮组由几股绳子承担物重:
        有几股绳与动滑轮相连,承担物重的绳子的股数n 就是几,而重物上升的高度h与绳子自由端移动的距离s的关系是:s=nh。如图:在动、定滑轮之间画一条线,将它们分开,只算在动滑轮上的绳子的股数。

    例1如图甲、乙滑轮组装置,所有摩擦不计,分别用F1、F2竖直匀速拉动重物G,已知每个滑轮重力为 G/2,则力F1和F2之比为(  )


    A.1:1B.3:2C.2:3D.3:4
    解析:当考虑动滑轮的重力,不计摩擦时,F=,由图中滑轮组的绕线方法可知:F1=
    答案:C

    滑轮组省力情况的判断
    1.滑轮组竖放:若不考虑动滑轮自重以及绳、轮摩擦,滑轮组用几股绳子吊着物体,提起物体所用的动力就是物重的几分之一,即;若考虑动滑轮自重,但忽略摩擦,此式变为F= 。用“连动法”,弄清直接与动滑轮连接的绳子的根数n,在图甲中我们以重物和动滑轮为研究对象,n=4,有四根绳子承担动滑轮及重物,所以用力。同理,分析乙图可知,提起重物及动滑轮的

     2.滑轮组横放:在不考虑绳、轮摩擦时,滑轮组用几股绳拉着物体做匀速直线运动,拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一,即:
    例1同一物体沿相同的水平地面被匀速移动,如下图所示,托力分别为F、F、F,不记滑轮与轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则(   )

     A.F甲<F乙<F丙
    B.F甲>F乙>F丙
    C.F甲>F乙=F丙
    D.F甲=F乙>F丙
    解析:三种情况下物体与地面的摩擦都相等为f,甲是定滑轮,F=f,乙是动滑轮,,丙是滑轮组,,即,选B。
    例2如图甲所示,物体4在拉力F的作用下做匀速直线运动,弹簧测力计的示数是5N,那么拉力,为_____N,物体A与地面间的摩擦力为_____N。

    解析:本题动滑轮的动力施加在转轴上,是一种费力的用法,其实质是动力臂是阻力臂一半的杠杆,要费力,其杠杆示意图如图所示。
    答案:10   5
    点拨:此题的图可以旋转90与常见的动滑轮对比。
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