浮力压强滑轮杠杆综合含答案.doc

/例 1. 某同学用 100N 的水平推力推质量 15kg 的木箱，使木箱以 0.5m/s 的速度在水平 地面上向右做匀速直线运动，求：（1）地面对木箱摩擦力的大小和方向；（2）10s 内推力对木箱所做功和功率分别是多少？分析：公式的含义，是表示功等于力跟物体在力的方向上通过距离的乘积。 当物体只受力没有移动距离、只移动距离没有受力、受到力并同时移动距离但力与距离垂 直，力对物体都没有做功。由此可知，题目中木箱受到的重力没有做功。其质量 15kg 是一 个多余的干扰因素，完全不用考虑。解答：（1）根据题意可知，木箱在水平方向上只受推力和摩擦力的作用而做匀速直线运动，由二力平衡的条件知，地面对木箱的摩擦力与水平推力 F 大小相等，方向相反。所以有，摩擦力的方向为水平向左。（2）10s 内木箱移动的距离为：所以 10s 内推力对木箱做的功为：所以推力对木箱做功的功率为：二、做功与机械效率问题/例 2. 一个工人用类似图 1 所示的滑轮组提起货物，货物重，所用的拉 力 F 为 800N，货物提升的高度 h 为 3m，求：（1）该工人做的有用功是多少？（2）拉力做的总功是多少？（3）滑轮组的机械效率是多少？分析：正确判断有用功、额外功、总功，是解机械效率有关问题的关键，解题时可以 用机械做功的目的来分析，凡是用机械来升高物体的，使物体升高所做的功为有用功，且，凡是动力做的功就是总功，且；而用来克服摩擦和机械自身重力所做的功为额外功，即。解答：（1）因为有用功就是对重物做的功，所以（2）由于重物 G 是由 4 段绳子承担，当重物升高 h 时，绳子末端移动的距离 ，则（3）考虑到摩擦、滑轮和绳子的重量等因素，滑轮组的机械效率三、功、功率与机械效率问题例 3. 用如图 2 所示滑轮组，将 480N 的物体以的速度匀速提起，绳子自由端 的拉力为 200N（不计摩擦和绳重）。求：（1）滑轮组的机械效率；（2）拉力的功率；/（3）若用滑轮组将重 600N 的物体匀速提升 2m 时，拉力做的功。分析：本题意在考查学生能正确运用功、功率和机械效率公式解答简单机械的问题。本题容易出错的地方是：分不清有用功和总功，题目中物体重力做功是有用功，绳子自由端拉力做的功是总功；分不清总功率和有用功率，题目中要求的 拉力的功率是总功率，则重力的功率就是有用功率了；弄不清楚当物体的重力发生变化 时，同一滑轮组的机械效率必然要发生改变，而误将第一问当中滑轮组的机械效率再次使 用到第三问中来求得拉力所做的功。应正确引导学生分析当不计摩擦和绳重时，动滑轮的 重是始终是保持不变的。解答：（1）由图中可看出，动滑轮上绳子股数，所以滑轮组的机械效率：（2）拉力的功率为：（3）根据题意有，则有：所以提起 600N 的物体的拉力：因此拉力 F”做的功：四、扩展：浮力中的做功问题/例 4. 前不久，闽江口发生一起两船相撞事故，致使一货船沉入几十米深的江底。假设沉船上有一只体积为，重为 500N 的密闭的保险箱，现用绳子将保险箱从江底匀 速向上拉，在 50s 内提升了 10m（未露出水面），此过程中：（不计水的阻力，g 取 10N/kg）。（1）保险箱受到水的浮力和绳子的拉力各多大？（2）保险箱上升的速度多大？（3）拉力做了多少做？分析：本题主要考查功、浮力以及力的合成知识点，解题关键是要弄清保险箱在江中 做匀速直线运动时受力平衡（此时保险箱受三力而处于平衡状态）的问题。由题可知，保险箱受到的重力、浮力和绳子的拉力三力平衡，即。解答：（1）保险箱在水中所受的浮力：绳子的拉力大小为：（2）保险箱上升速度的大小为：（3）拉力做的功为：练习两道中考题，试一试你会了吗？练习 1：如图 3 所示是润扬大桥工地上一台起重机吊臂上的滑轮组，它在 50s 内将重为的钢材匀速提高 10m。已知拉力 F 为，则在这个过程中：（1）拉力 F 做了多少功？拉力 F 的功率多大？（2）滑轮组的机械效率多大？（3）题中少了哪两个数据仍能求出滑轮组的机械效率？（/练习 2：一个工人用如图 4 所示的滑轮组匀速提升 2000N 的货物，所用拉力为 600N， 绳子自由端被拉下 4m。求：（1）此滑轮组的机械效率多大？（2）你认为此滑轮组的机械效率与哪些因素有关？）参考答案：练习 1：（1）（2）80%（3）缺少“10m”和练习 2：（1）83.3%（2）与物体重有关；与动滑轮重有关；与绳重有关；也与绳和滑轮之间的摩擦有关“50s”仍能求出滑轮组的机械效率