(3)4﹣6s时B的重力为20N,滑块A做匀速直线运动,即说明此时A处于平衡状态,此时所受的拉力和摩擦力是一对平衡力;且由于定滑轮不能省力,动滑轮可以省一半的力,而后分析即可判断.
【解答】解:
(1)在0﹣2s内,滑块A静止,则B也是静止的,
所以滑轮组对B的拉力做的功为:W=0J;
(2)由图可知,动滑轮上绳子的有效股数n=2,
由题知,在2﹣4s内,A通过的距离为s=2m,
即物块B会向下运动的距离h=
s=
×2m=1m;
此时B的重力为30N,故物块B重力做的功是:W=GBh=30N×1m=30J;
所以,在2﹣4s内,重力GB做功的平均功率:P=
=
=15W; (3)4﹣6s时B的重力为20N,滑块A做匀速直线运动,由于动滑轮可以省一半的力,故吊着动滑轮的两段绳子的力都是:F拉=
=12.5N;由于定滑轮不能省力,所以物块A受到向左的拉力是12.5N,故此时A所受的摩擦力就是12.5N;
由于滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,在2﹣4s时B的重力为30N,拉力会拉着A向左做加速运动,此时A受到的仍然是滑动摩擦力,与4﹣6s时的情况相比,压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以A与地面的摩擦力不变,仍为12.5N;
答:(1)在0﹣2s内,滑轮组对B的拉力做的功0J;
(2)在2﹣4s内,重力CB做功的平均功率为15W;
(3)在2﹣4s内,A受到的摩擦力大小为12.5N;
【点评】本题考查了功、功率、力的大小的计算,关键是滑轮组绳子有效股数的判断和二力平衡条件的应用.
17.(2016•集美区模拟)图(甲)所示是使用汽车打捞水下重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动.图(乙)是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t的变化图象,设t=0时汽车开始提升重物,不计绳重和滑轮的摩擦.求:
(1)圆柱体露出水面前,汽车对圆柱体的拉力.
(2)打捞前,圆柱体上表面所受水的压强?
(3)圆柱体露出水面前,圆柱体受到的浮力?
【分析】(1)根据P=
=
=Fv的变形公式求出汽车在AB阶段对重物的拉力;
(2)先根据图乙读出时间,然后利用速度的变形公式求出上升的高度,再利用液体压强公式求出圆柱体上表面所受水的压强;
(3)
【解答】解:(1)由P=
=
=Fv可得,汽车在AB阶段对重物的拉力: F1=
=
=3500N.
(2)由图乙AB阶段可知,物体从水底上升到上表面刚好接触水面用时50s,
由v=
可知,上升高度为:
s=vt=0.2m/s×50s=10m,因此圆柱体上表面的水深为h=s=10m
故圆柱体上表面所受水的压强:
p圆柱=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10 N/kg×10m=105pa;
(3)由P=
=
=Fv可知,汽车在CD阶段对重物的拉力为: F2=
=
=4000N,则圆柱体受到的重力G=F2=4000N;
此时物体受到的浮力为:F浮=G﹣F2=4000N﹣3500N=500N.
答:(1)圆柱体露出水面前,汽车对圆柱体的拉力为3500N.
(2)打捞前,圆柱体上表面所受水的压强为105pa;
(3)圆柱体露出水面前,圆柱体受到的浮力为500N.
【点评】本题综合性比较强,考查内容比较多,包括功率公式、称重法、压强计算等.此题的关键是要看懂图象,从中找出对解题有用的信息.
18.(2014•盘锦) 用如图所示的滑轮组去拉动物体A,已知物体A重为1000N,动滑轮重为80N.在拉力F的作用下,结果20s,物体A沿水平方向匀速前进了4m,拉力F做功为3200J.(不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)求:
(1)物体A克服摩擦力做功是多少?
(2)此滑轮组的机械效率是多少?
(3)绳自由端移动的速度为多少?
【分析】(1)知道物体在水平地面上移动距离,根据滑轮组的结构,求出绳子末端(拉力F)移动的距离,又因拉力做功为已知,利用公式W=FS的变形式:F=
求出拉力大小、摩擦力大小,进而计算克服摩擦力做功(有用功); (2)已知有用功、总功,利用η=
计算机械效率; (3)已知绳子自由端移动距离和时间,利用v=
计算速度.
【解答】解:
(1)由图可知,动滑轮上绳子的段数n=2,
则绳子自由端移动的距离:s=ns物=2×4m=8m,
由W=Fs可得,拉力:
F=
=
=400N,
由于下方为定滑轮,物体A沿水平方向匀速前进,处于平衡状态,可知:2F=G动+f,
则摩擦力:f=2F﹣G动=2×400N﹣80N=720N,
物体克服摩擦力做功:W有=fs物=720N×4m=2880J;
(2)滑轮组的机械效率:η=
×100%=
×100%=90%; (3)绳子自由端移动速度:v=
=
=0.4m/s.
答:(1)物体A克服摩擦力做功2880J;
(2)此滑轮组的机械效率是90%;
(3)绳自由端移动的速度为0.4m/s.
【点评】本题考查功的计算、速度的计算、机械效率的计算,知识点多,注意计算题的格式和单位的统一,属于较难的题.
19.(2010秋•北京校级期末)一块水田面积为2400m2 要灌平均0.1m深的水.不计水渗透的损失,求: