【解析】 【分析】 【详解】 A.拉力的功率
P?Fv?10N?0.3m/s=3W
故A正确;
B.因为A做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡状态得
F?f?F绳
得
F绳=F?f?10N-6N=4N
由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n= 3,则物体B的重力
GB+G动?3F绳?3?4N=12N GB?3F绳-G动?12N-1N=11N
物体B的质量
mB?故B正确; C.B的上升速度
GB11N?=1.1kg g10N/kg11vB?vA??0.3m/s=0.1m/s
33故C错误;
D.去掉F后,仍保持物体A静止,F拉的最大值等于f,物体B的重力可以增加到 根据
F拉?可得
1?G?G动 ? n?G?nF拉?G动?3?6N-1N=17N
故D正确。 故选ABD。
19.为了将放置在水平地面上重为108N,边长为10cm的某正方体合金块提升一定高度,设置了甲图所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,合金块的速度v与合金块上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。图中连接合金块G的轻绳始终保持竖直(不计绳重和摩擦)。则下列四个相关计算结果中正确的是( )
A.0~1s内,合金块对地面的压强是3000Pa B.0~2s内,拉力F做的功是62.5J C.2s~3s内,拉力F的功率是100W 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
在2s~3s内,读乙图可以知道,此时拉力F为40N,3股绳子与动滑轮接触,则动滑轮和合金块受到的拉为为
D.2s~3s内,滑轮组的机械效率是90%
40N?3?120N
读丙图可以知道,这段时间内合金块匀速上升,又因为忽略绳重和摩擦,所以动滑轮和合金块的总重为120N;此时滑轮组的机械效率为
W有F's'GhGhG108N????????90%
W总FsFsF?3h3F3?40N在这段时间内,读丙图可以知道,合金块上升的速度为2.50m/s,3段绳子与动滑轮接触,绳子自由端移动的速度为
2.50m/s×3=7.50m/s
拉力F的功率为
P?Fv?40N?7.50m/s?300W
在0~2s时间内,读丁图可以知道,合金块只是在1~2s时间上升了1.25m,三段绳子与动滑轮接触,则绳子自由端移动的距离为
1.25m×3=3.75m
读乙图可以知道,在1~2s时间内拉力F为50N,则拉力F做的功为
W?Fs?50N?3.75m?187.5J
在0~1s内,读乙图可以知道,拉力F为30N,3股绳子与动滑轮接触,则滑轮组对动滑轮和合金块的拉力为
30N×3=90N
合金块和动滑轮总重120N,则合金块对地面的压力为
F压?120N?90N?30N
合金块对地面的压强为
p?F压30N30N???3000Pa 2S10cm?10cm0.01m故A、D选项正确,符合题意;B、C选项错误,不符合题意。 故选A、D。
20.用如图甲所示的装置将实心物体A从深井中吊出来,人对绳子施加的拉力随时间的变化如图乙所示, 已知动滑轮的重力为60N,物体匀速上升的速度始终为1m/s,(不计绳重、摩擦及阻力)。则当物体完全出 水之后,拉力的功率为____W,物体浸没在水中时受到的浮力为_____N;物体浸没在水中时滑轮组的机 械效率为________。
【答案】420W 120N 80% 【解析】 【分析】 【详解】
[1]由乙图可知,物体完全出水后人对绳的拉力大小为210N,绳自由端移动的速度为物体上升速度的2倍,此时拉力的功率
P?F1v1?210N?2m/s?420W
[2]以动滑轮和下方吊起的物体为整体进行受力分析:物体完全脱离水面后,整体在竖直向上的方向上受到两股绳的拉力,竖直向下的方向上受到重力
G整?2F1=2?210N?420N
被吊物体的重力
G物?G整?G动?420N?60N?360N
物体在浸没状态时,整体在竖直向上的方向上受到两股绳的拉力和浮力,竖直向下的方向上受到重力,由此可得
F浮?G整?2F2?420N?2?150N=120N
[3]物体在浸没状态时,绳对物体的拉力
F拉?G物?F浮?360N?120N?240N
滑轮组的机械效率
??
W有Fh240N?h?100%?拉?100%??100%?80% W总F2s150N?2h