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初中二年级物理

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    如图是液压汽车起重机提升重物的示意图.A是动滑轮,B是定滑轮,C是卷扬机,D是油缸,E是柱塞.卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升,同时提升重物.提升重物前,起重机对地面的压强 p1=1.8×107Pa,当提升重物甲匀速上升时,起重机对地面的压强p2=2.175×107Pa,当提升重物乙匀速上升时,起重机对地面的压强p3=2.3×107Pa.假设起重时柱塞沿竖直方向,提升重物甲、乙柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2,N1=3.6×104N、N2=4.5×104 N.吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计.(g取10N/kg)求:
    (1)被提升两物体的重力之比;
    (2)提升重物乙匀速上升时,滑轮组AB的机械效率;
    (3)如果匀速提升重物甲时卷扬机牵引力的功率为4.56kw,重物甲上升的速度为0.4m/s,那么重物甲的重力是多少?

    本题信息:2011年专项题物理计算题难度较难 来源:牛青丹
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本试题 “如图是液压汽车起重机提升重物的示意图.A是动滑轮,B是定滑轮,C是卷扬机,D是油缸,E是柱塞.卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升,同时提升重物.提升重物前...” 主要考查您对

压强的大小及其计算

杠杆的机械效率

滑轮(组)中拉力的计算

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 压强的大小及其计算
  • 杠杆的机械效率
  • 滑轮(组)中拉力的计算
计算公式:
P=F/S,式中p单位是:帕斯卡,简称:帕,1帕=1牛/米2,压力F单位是:牛;受力面积S单位是:米2
对压强公式的理解:
1.此公式适用于任何情况,即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。

2.此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m2。在计算物体的压强时,只有当F的单位为N,S 的单位为m2时,压强的单位才能是Pa,因此在计算中必须统一单位。

3.一张报纸平放时对桌子的压强约0.5Pa。成人站立时对地面的压强约为1.5×104Pa,它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为1.5× 104N。

4.公式中的,是压力而不是重力。即使在某些情况下,压力在数值上等于物体所受的重力,也不应把公式直接写成,而应先注明F=G得:

5.公式中的受力面积S,是指受力物体发生形变的那部分面积,也就是两物体的实际接触面积,而不一定是受力物体的表面积。如图所示,一个圆台形物体置于水平地面上,分别采用A、B两种方式放置,对地面的压力不变,但图A中受力面积是S2,图B中受力面积为S1,而它们都与水平地面的面积大小无关。

6.  由公式推导出F=pS和可用于计算压力和受力面积的大小。

巧用求柱体压强:
  将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上,桌面受到的压强,所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强,只与固体的密度和高度有关,而与固体的重力、体积和底面积因素无关,应用公式就给解这类题带来很大方便。
例1如图所示,两圆柱形铁柱的底面半径之比是 3:1,高度相同,则它们对水平地面的压强之比为(   )

A.3:1B.1:3C.1:1D.9:l
解析:本题是分析圆柱体的压强,可直接利用公式进行分析。因为两圆柱体的密度相同、高度相同,所以压强相同,选项C正确。
答案:C

杠杆的机械效率:
有用功 W有用=Gh
总功 W=Fs
额外功 W额外=W-W有用
机械效率

测量杠杆的机械效率:
【器材】
轻质杠杆(木质),重质杠杆(铁制),钩码,有支座的木板,弹簧秤,细线。

【操作】

(1)将轻质杠杆按如图装在画有等间距水平横线的木板上。在杠杆的A处悬挂几个钩码,把弹簧秤系在杠杆B处并竖直缓慢地向上拉杠杆。记下钩码重G1、钩码被提升的高度h1、弹簧秤的示数F1和弹簧秤移动的距离S1,比较G1h1和F1S1的大小,并根据η1=(G1h1)/(F1S1)算出此时杠杆的效率η1。  
(2)减少悬在A处的钩码个数,重复上述实验,算出杠杆的效率η2。  
比较η1和η2的大小,得η2<η1,表明同一杠杆在不同情况下,效率可能不同。  
(3)用重质杠杆代替轻质杠杆重复(1),算出杠杆的效率η3。比较η1和η3的大小,得η1>η3,可知不同杠杆在相同工作情况下,效率也可能不同。  
简单分析η1、η2、η3大小不同的原因。


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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