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        1. 建筑工人使用如圖所示裝置,將質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方體水泥板M吊起后放入水中.工人通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)A、電動(dòng)機(jī)B,始終保持水泥板M所受拉力豎直向上.當(dāng)電動(dòng)機(jī)A對(duì)繩的拉力為零時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p0;當(dāng)水泥板M一端被豎直滑輪組拉起,另一端仍停在地面上,且水泥板M與水平地面成某角度時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p1;當(dāng)水泥板M被豎直滑輪組拉離地面時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p2;當(dāng)將水泥板M被懸掛著浸沒(méi)在水中時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p3.已知:水泥板M的體積VM為0.1m3,△p1=|p1-p0|=5250Pa,△p2=|p2-p0|=10250Pa,△p3=|p3-p0|=5250Pa,不計(jì)繩重和軸摩擦.(g取10N/kg)求:
          (1)豎直滑輪組中動(dòng)滑輪的總重力G動(dòng);
          (2)水泥板M所受重力GM;
          (3)豎直滑輪組提拉水泥板M將其立起的過(guò)程中機(jī)械效率η.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

          解:(1)設(shè)電動(dòng)機(jī)A的底面積為S,GA=S×p0=N0,
          當(dāng)水泥板M未拉離地面時(shí),對(duì)水泥板M、動(dòng)滑輪、電動(dòng)機(jī)A受力分析如圖所示:

          T1=,----------①
          4F1=G動(dòng)+T1----------②
          F1=GA-N1=N0-N1=S?△p1----------③
          當(dāng)水泥板M拉離地面尚未入水時(shí),水泥板M受力分析如圖2甲所示,動(dòng)滑輪受力分析如圖2乙所示,電動(dòng)機(jī)A受力分析如圖2丙所示;

          T2=GM----------④
          4F2=G動(dòng)+T2----------⑤
          F2=GA-N2=N0-N2=S?△p2----------⑥
          當(dāng)水泥板M完全浸沒(méi)在水中時(shí),水泥板M受力分析如圖3甲所示,動(dòng)滑輪受力分析如圖3乙所示,電動(dòng)機(jī)A受力分析如圖3丙所示;

          T3=GM-F----------⑦
          4F3=G動(dòng)+T3----------⑧
          F3=GA-N3=N0-N3=S?△p3----------⑨
          水泥板M浸沒(méi)在水中時(shí)所受浮力
          FgVM=1×103kg/m3×0.1m3×10N/kg=1×103N,
          由⑥式-⑨式:
          F2-F3=S(△p2-△p3),
          ⑤式-⑧式:
          4(F2-F3)=T2-T3,
          ④式-⑦式,
          T2-T3=F
          解得:
          4 S(△p2-△p3)=F,
          4S×(10250Pa-5250Pa)=1×103N
          ∴S=0.05m2
          F1=S△p1=0.05m2×5250Pa=N,
          F2=S?△p2=0.05m2×10250Pa=N,
          F3=S△p3=0.05m2×5250Pa=N,
          由①②得:
          4F1=G動(dòng)+,
          N=G動(dòng)+
          2100N=2G動(dòng)+GM,------(10)
          由④⑤得:
          4F2=G動(dòng)+GM,
          N=G動(dòng)+GM,
          2050N=G動(dòng)+GM,---------(11)
          (10)式-(11)式得:
          G動(dòng)=50N,
          (2)GM=4F2-G動(dòng)=2050N-50N=2000N,
          (3)T1===1000N;
          η====≈95%.
          答:(1)豎直滑輪組中動(dòng)滑輪的總重力為50N;
          (2)水泥板M所受重力為2000N;
          (3)豎直滑輪組提拉水泥板M將其立起的過(guò)程中機(jī)械效率為95%.
          分析:(1)設(shè)電動(dòng)機(jī)A的底面積為S,當(dāng)水泥板M未拉離地面時(shí),水泥板M可看做以未離地端為支點(diǎn)的杠桿,其所受重力和懸掛端拉力如圖1甲所示,動(dòng)滑輪受力分析如圖1乙所示,電動(dòng)機(jī)A受力分析如圖1丙所示.可得:T1=、4F1=G動(dòng)+T1、F1=GA-N1=N0-N1=S?△p1;
          當(dāng)水泥板M拉離地面尚未入水時(shí),水泥板M受力分析如圖2甲所示,動(dòng)滑輪受力分析如圖2乙所示,電動(dòng)機(jī)A受力分析如圖2丙所示,可得T2=GM、4F2=G動(dòng)+T2、F2=GA-N2=N0-N2=S?△p2
          當(dāng)水泥板M完全浸沒(méi)在水中時(shí),水泥板M受力分析如圖3甲所示,動(dòng)滑輪受力分析如圖3乙所示,電動(dòng)機(jī)A受力分析如圖3丙所示,可得:T3=GM-F、4F3=G動(dòng)+T3、F3=GA-N3=N0-N3=S?△p3,
          知道水泥板的體積,利用阿基米德原理求水泥板浸沒(méi)在水中時(shí)受浮力,
          以上聯(lián)立求得電動(dòng)機(jī)A的底面積、F1、F2、F3,進(jìn)而求出動(dòng)滑輪重;
          (2)根據(jù)T2=GM、4F2=G動(dòng)+T2求水泥板M所受重力;
          (3)求出T1,利用效率公式求豎直滑輪組提拉水泥板M將其立起的過(guò)程中機(jī)械效率.
          點(diǎn)評(píng):本題為力學(xué)綜合題,考查了重力公式、壓強(qiáng)公式、阿基米德原理、使用滑輪組拉力的計(jì)算,知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng),能畫(huà)出受力示意圖幫助分析是解題的關(guān)鍵.
          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

          (2011?西城區(qū)一模)建筑工人使用如圖所示裝置,將質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方體水泥板M吊起后放入水中.工人通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)A、電動(dòng)機(jī)B,始終保持水泥板M所受拉力豎直向上.當(dāng)電動(dòng)機(jī)A對(duì)繩的拉力為零時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p0;當(dāng)水泥板M一端被豎直滑輪組拉起,另一端仍停在地面上,且水泥板M與水平地面成某角度時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p1;當(dāng)水泥板M被豎直滑輪組拉離地面時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p2;當(dāng)將水泥板M被懸掛著浸沒(méi)在水中時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p3.已知:水泥板M的體積VM為0.1m3,△p1=|p1-p0|=5250Pa,△p2=|p2-p0|=10250Pa,△p3=|p3-p0|=5250Pa,不計(jì)繩重和軸摩擦.(g取10N/kg)求:
          (1)豎直滑輪組中動(dòng)滑輪的總重力G動(dòng);
          (2)水泥板M所受重力GM;
          (3)豎直滑輪組提拉水泥板M將其立起的過(guò)程中機(jī)械效率η.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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          科目:初中物理 來(lái)源:2011年北京市西城區(qū)中考一模物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題

          建筑工人使用如圖所示裝置,將質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方體水泥板M吊起后放入水中。工人通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)A、電動(dòng)機(jī)B,始終保持水泥板M所受拉力豎直向上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)A對(duì)繩的拉力為零時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p0;當(dāng)水泥板M一端被豎直滑輪組拉起,另一端仍停在地面上,且水泥板M與水平地面成某角度時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p1;當(dāng)水泥板M被豎直滑輪組拉離地面時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p2;當(dāng)將水泥板M被懸掛著浸沒(méi)在水中時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p3。已知:水泥板M的體積VM為0.1m3==5250Pa,==10250Pa,==5250Pa,不計(jì)繩重和軸摩擦。(g取10N/kg)求:

          (1)豎直滑輪組中動(dòng)滑輪的總重力G動(dòng) ;   
          (2)水泥板M所受重力GM; 
          (3)豎直滑輪組提拉水泥板M將其立起的過(guò)程中機(jī)械效率η。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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          科目:初中物理 來(lái)源:2011年北京市西城區(qū)中考一模物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

          建筑工人使用如圖所示裝置,將質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方體水泥板M吊起后放入水中。工人通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)A、電動(dòng)機(jī)B,始終保持水泥板M所受拉力豎直向上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)A對(duì)繩的拉力為零時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p0;當(dāng)水泥板M一端被豎直滑輪組拉起,另一端仍停在地面上,且水泥板M與水平地面成某角度時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p1;當(dāng)水泥板M被豎直滑輪組拉離地面時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p2;當(dāng)將水泥板M被懸掛著浸沒(méi)在水中時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p3。已知:水泥板M的體積VM為0.1m3,==5250Pa,==10250Pa,==5250Pa,不計(jì)繩重和軸摩擦。(g取10N/kg)求:

          (1)豎直滑輪組中動(dòng)滑輪的總重力G動(dòng) ;   

          (2)水泥板M所受重力GM; 

          (3)豎直滑輪組提拉水泥板M將其立起的過(guò)程中機(jī)械效率η。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

           

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          科目:初中物理 來(lái)源:2011年北京市西城區(qū)中考物理一模試卷(解析版) 題型:解答題

          建筑工人使用如圖所示裝置,將質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方體水泥板M吊起后放入水中.工人通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)A、電動(dòng)機(jī)B,始終保持水泥板M所受拉力豎直向上.當(dāng)電動(dòng)機(jī)A對(duì)繩的拉力為零時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p;當(dāng)水泥板M一端被豎直滑輪組拉起,另一端仍停在地面上,且水泥板M與水平地面成某角度時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p1;當(dāng)水泥板M被豎直滑輪組拉離地面時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p2;當(dāng)將水泥板M被懸掛著浸沒(méi)在水中時(shí),電動(dòng)機(jī)A對(duì)地面的壓強(qiáng)為p3.已知:水泥板M的體積VM為0.1m3,△p1=|p1-p|=5250Pa,△p2=|p2-p|=10250Pa,△p3=|p3-p|=5250Pa,不計(jì)繩重和軸摩擦.(g取10N/kg)求:
          (1)豎直滑輪組中動(dòng)滑輪的總重力G動(dòng);
          (2)水泥板M所受重力GM;
          (3)豎直滑輪組提拉水泥板M將其立起的過(guò)程中機(jī)械效率η.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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