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(2009?平谷區(qū)一模)體重為510N的人,站在水平地面上對(duì)地面的壓強(qiáng)為p1,.如圖所示,用滑輪組拉物體A沿水平方向做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)人對(duì)地面的壓強(qiáng)為p2,壓強(qiáng)變化了2750pa.已知人一只腳的面積是200cm2,滑輪組的機(jī)械效率為80%.(不計(jì)繩重和摩擦,地面上的定滑輪與物體A相連的繩子沿水平方向,地面上的定滑輪與動(dòng)滑輪相連的繩子沿豎直方向,人對(duì)繩子的拉力與對(duì)地面的壓力始終豎直向下且在同一直線上).求:
(1)繩對(duì)人的拉力;
(2)物體A與地面的摩擦力;
(3)若在物體A上再放一個(gè)物體B,滑動(dòng)摩擦力增大了30N,此時(shí)該裝置的機(jī)械效率是多少?
分析:(1)繩對(duì)人的拉力等于人對(duì)地面壓力的變化量,根據(jù)△F=△pS即可求出繩子對(duì)人的拉力;
(2)先確定作用在動(dòng)滑輪上繩子的條數(shù),然后根據(jù)η=
W
W
=
fS
FS′
=
f
nF
即可求出物體A與地面的摩擦力;
(3)不計(jì)繩重和摩擦,F(xiàn)=
1
2
(G動(dòng)+f)據(jù)此求出動(dòng)滑輪重;然后根據(jù)摩擦力的增大值求出此時(shí)的摩擦力,再利用η=
W
W
=
fS
FS′
=
f
nF
=
f
G動(dòng)+f
求出該裝置的機(jī)械效率.
解答:解:(1)因?yàn)槔K對(duì)人的拉力等于人對(duì)地面壓力的變化量,故繩對(duì)人的拉力:F=△F=△pS=2750Pa×2×2×10-2m2=110N;
(2)∵η=
W
W
=
fS
FS′
=
f
nF
,并且η=80%,n=2
∴f=η×2F=80%×2×110N=176N;
(3)∵n=2
∴F=
1
2
(G動(dòng)+f)
G動(dòng)=2F-f=2×110N-176N=44N,
若在物體A上再放一個(gè)物體B,此時(shí)A受到的滑動(dòng)摩擦力f′=176N+30N=206N,
η=
W
W
×100%=
f′S
F′S′
×100%=
f′
2F′
×100%=
f′
G動(dòng)+f′
×100%=
206N
44N+206N
×100%=82.4%.
答:(1)繩對(duì)人的拉力為110N;
(2)物體A與地面的摩擦力為176N;
(3)若在物體A上再放一個(gè)物體B,滑動(dòng)摩擦力增大了30N,此時(shí)該裝置的機(jī)械效率是82.4%.
點(diǎn)評(píng):本題為力學(xué)綜合題,考查了學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)公式、效率公式、力的合成的掌握和運(yùn)用,綜合性強(qiáng),要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí),注意正確分析滑輪組,實(shí)質(zhì)使用時(shí)兩個(gè)定滑輪,一個(gè)動(dòng)滑輪,拉力移動(dòng)距離為物體A移動(dòng)的距離的二倍,這是解答本題的關(guān)鍵,屬于較難的題.
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電流
電流
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