竞赛6《简单机械》经典计算20题ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,简单机械经典计算20题,2016,冲刺直升生,简单机械经典计算20题2016冲刺直升生,1,1、一保洁工人，要清洗一高楼的外墙，他使用了如图所示的装置进行升降，已知工人的质量为60kg，保洁器材的质量为20kg，人对绳的拉力为300N，吊篮在拉力的作用下1min匀速上升了10m，求：,（1）此过程中的有用功,（2）拉力F做功的功率；,（3）滑轮组的机械效率,（结果保留一位小数）。,1、一保洁工人，要清洗一高楼的外墙，他使用了如图所示的装置进,2,解析：（1）提升工人和保洁器材做的功为有用功：,W有=Gh=（60kg+20kg）10N/kg10m=8000J,（2）将整个装置看作一个整体，那么三段绳子都受力，已知拉力为300N，,则整个装置的总重为：F=3300N=900N；,拉力F做的功即为总功：W总=Fs=300N30m=9000J；,拉力做功功率：P=W/t=9000/60s=150W,（3）滑轮组的机械效率：,=W有/W总=8000J/9000J88.9%,答案：（1）此过程中的有用功为8000J；,（2）拉力F做功的功率为150W；（3）滑轮组的机械效率为88.9%,解析：（1）提升工人和保洁器材做的功为有用功：,3,2、随着城市的建设规划，柯桥区内出现许多高层建筑，电梯是高层建筑的重要组成部分某电梯公寓的电梯某次在竖直向上，运行的过程中，速度随时间变化的情况如图所示，忽略电梯受到的空气阻力和摩擦阻力，向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力，电梯箱和乘客的总质量为600kg，（g=10N/kg）求：,（1）电梯在匀速运动阶段上升的高度h1是多少？拉力F1做了多少功？,（2）电梯在前4秒作匀加速运动，如果匀加速阶段的平均速度等于 该阶段速度的最大值和最小值的平均值，且在匀加速阶段，电动机的拉力F2做了11520J的功；求匀加速阶段电动机拉力F2的大小？,（3）电梯开始向上运动后经过64s，,电动机的拉力的平均功率是多大？,2、随着城市的建设规划，柯桥区内出现许多高层建筑，电梯是高层,4,解析：（1）电梯匀速阶段V10.8m/s，t160s，,电梯在匀速运动阶段上升的高度h1=V1t1=0.8m/s60s48m；,拉力F1做功W1=F1h16000N48m2.88105J；,（2）匀加速阶段的平均速度v2（0.8m/s+0)/20.4m/s；,匀加速阶段电动机拉力F2W2/S2=11520J/0.44m7200N；,（3）W=W1+W2=2.88105J+11520J=299520J；,电动机的拉力的平均功率是P=W/=299520J/64s=4680W；,答案：（1）电梯在匀速运动阶段上升的高度h1为48m，拉力F1做了2.88105J；,（2）匀加速阶段电动机拉力F2的大小7200N；（3）电动机的拉力的平均功率4680w。,解析：（1）电梯匀速阶段V10.8m/s，t160s，,5,3、如图所示，质量为M、长度为L的均匀桥板AB，A端连在桥墩上可以自由转动，B端搁在浮在水面的浮箱C上。一辆质量为m的汽车P从A处匀速驶向B处。设浮箱为长方体，上下浮动时上表面保持水平，并始终在水面以上，上表面面积为S；水密度为；汽车未上桥面时桥板与浮箱上表面夹角为。汽车在桥面上行使的过程中，浮箱沉入水中的深度增加，求深度的增加量H跟汽车P离开桥墩A的距离x的关系(汽车P可以看作一点)。,C,A,B,P,第3题图,3、如图所示，质量为M、长度为L的均匀桥板AB，A端连在桥墩,6,竞赛6简单机械经典计算20题ppt课件,7,（45题为一题多变）,4、如图所示，重物A是体积为10dm3，密度为7.9 103 kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡，求：,（1）作用于绳端的拉力F是多少？（g=10Nkg）,（2）若缓慢将重物A提升2m，,拉力做的功是多少？,（3）若实际所用拉力为400N，,此时该滑轮的效率是多少？,（45题为一题多变）,8,4.,解：（1）物体A受到的重力：G=vg=7.9103kg/m31010-3m310N/kg=790N，,物体A受到的浮力：F浮=水gV排=水gV=1103kg/m31010-3m310N/kg=100N；,不计摩擦和动滑轮重，物体A受到的拉力：F=1/2(G-F浮)=1/2(790-100N)=345N,（2）s=2h=22m=4m，拉力做的功：W=Fs=345N4m=1380J,（3）使用动滑轮的有用功：,W有=（G-F浮）h=（790N-100N）2m=1380J，W总=Fs=400N4m=1600J；,此时该滑轮的效率：=W有/W总100%=1380J/1600J100%=86.25%,答案：（1）作用于绳端的拉力F是345N；,（2）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是1380J；,（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是86.25%,4.解：（1）物体A受到的重力：G=vg=7.9103k,9,5.用如图所示的滑轮组匀速提起水中的重物，当重物浸没在水中时，拉力为11.6牛，滑轮组的机械效率为75%，当重物离开水面时，拉力为14.5牛（整个装置的摩擦和绳重不计），,求重物的密度。,F,水,5.用如图所示的滑轮组匀速提起水中的重物，当重物浸没在水中,10,竞赛6简单机械经典计算20题ppt课件,11,6如图甲所示，汽车通过图示滑轮装置(滑轮、绳子质量和摩擦均不计)将该圆柱形物体从水中匀速拉起，汽车始终以恒定速度为0.2米秒向右运动。图乙是此过程中汽车输出功率P随时间t的变化关系，设t=0时汽车开始拉物体，g取10牛/千克。试回答：,(1)圆柱形物体完全浸没在水中所受的浮力是几N？,(2)从汽车开始拉物体到圆柱形物体刚好离开水面，这一过程汽车所做的功是多少？,800,0,50,60,600,P/瓦,t/秒,6如图甲所示，汽车通过图示滑轮装置(滑轮、绳子质量和摩擦均,12,竞赛6简单机械经典计算20题ppt课件,13,7随着我国经济建设的快速发展，对各类石材的需求也不断增大右图为某采石过程的示意图，电动机通过滑轮组和提篮匀速提升山下的石材，石材的密度为2.4103kg/m3，电动机第一次提升的石材的体积为 1.5m3，第二次石材的体积是第一次的 2 倍，第一次提升石材时整个提升系统的机械效率为 75%忽略细绳和滑轮的重量及细绳与滑轮之间的摩擦，若两次石材被提升的高度均为 20m（g=10N/kg）,（1）第一次提升石材电动机对绳的拉力，电动机所做的总功分别是多少？,（2）第二次提升石材时，滑轮组,下端的挂钩对提篮的拉力和电动机,所做的功分别是多少？,（3）第二次提升石材提升系统的机械效率是多少？,7随着我国经济建设的快速发展，对各类石材的需求也不断增大,14,竞赛6简单机械经典计算20题ppt课件,15,8、如图为一水箱自动进水装置。其中杆AB能绕O点在竖直平面转动，OA=2OB，C处为进水管阀门，进水管口截面积为2厘米2，BC为一直杆，A点以一细绳与浮体D相连，浮体D是一个密度为0.4103千克/米3的圆柱体，截面积为10厘米2，高为0.5米。细绳长为1米。若细绳、杆、阀的重不计，当AB杆水平时正好能堵住进水管，且O点距箱底1米。问：,（1）若水箱高度h为3米，为防止水从水箱中溢出，进水管 中水的压强不能超过多少；,（2）若进水管中水的压强为4.4104帕，则水箱中水的深度为多少时，进水管停止进水。,（取g=10牛/千克）,8、如图为一水箱自动进水装置。其中杆AB能绕O点在竖直平面转,16,竞赛6简单机械经典计算20题ppt课件,17,9如图所示，物体的质量为500千克，斜面的长L为高度h的2.5倍，物体沿斜面向上匀速运动的速度为2米/秒，若滑轮的效率是80，斜面的效率是70，求：,（1）绳子拉力F为多少牛顿？,（2）拉力F做功的功率为多少瓦？,F,L,h,第9题图,9如图所示，物体的质量为500千克，斜面的长L为高度h的2,18,竞赛6简单机械经典计算20题ppt课件,19,10学校教室朝正南窗户的气窗，窗框长L=0.8米，宽D=0.5米，气窗的总质量为6千克，且质量分布均匀。某同学用一根撑杆将气窗撑开，使气窗与竖直墙面成37角，并且撑杆与窗面相垂直，不计撑杆重，如图所示。现有一股迎面吹来的水平南风，设其风压为I0=50牛/米2。试求：,(1)气窗窗面受到的风的压力；,(2)撑杆受到的压力；,(3)在无风的日子里，不考虑摩擦阻力，,则把此气窗推开37角至少需做多少功?,(已知：sin37=0.6，cos37=0.8，g=10牛/千克),10学校教室朝正南窗户的气窗，窗框长L=0.8米，宽D=0,20,解析：F风=I0Scos=500805cos37牛=16牛,F杆D=F风D/2cos37十mg D/2sin37,F杆=244牛(2分),w=Gh=mg(D/2D/2cos37)=3焦,答案：至少需做功3焦。,解析：F风=I0Scos=500805cos37,21,（1112题为一题多变）,11如图所示，质量m=2.0kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端，导轨及支架ABCD总质量M=4.0kg，形状及尺寸已在图中注明，该支架只可以绕着过D点的转动轴在图示竖直平面内转动。为简便起见，可将导轨及支架ABCD所受的重力看作集中作用于图中的O点。现用一沿导轨的拉力F通过细线拉铁块，假定铁块起动后立即以0.1m/s的速度匀速运动，此时拉力F=10N。（g=10N/kg）,（1）铁块运动时所受摩擦力多大？,（2）铁块对导轨的摩擦力的力臂多大,（3）从铁块运动时起，导轨(及支架),能保持静止的最长时间 是多少?,（1112题为一题多变）,22,解析：（1）铁块起动后匀速运动，此时拉力就等于铁块运动时所受摩擦力，用f表示铁块所受摩擦力，f=F=10N,（2）铁块对导轨的摩擦力作用线沿着导轨AB，所求力臂即为D到AB的距离用L表示该力臂，L=0.8m,（3）设当铁块运动到E点时，支架刚好开始转动，此时过E点的竖直线在D点右侧，距D点为x，根据杠杆平衡条件及已知条件：4.0100.1=2.010 x+100.8（只要意义正确，其他形式也可）,得x=-0.2m，t=5s,答案：（1）所受摩擦力为10N；（2）铁块对导轨的摩擦力的力臂为0.8m；,（3）能保持静止的最长时间是5S。,解析：（1）铁块起动后匀速运动，此时拉力就等于铁块运动时所受,23,12、塔式起重机的结构如图所示，设机架重4105牛，平衡块重2105牛，轨道间的距离为4米当平衡块距离中心线1米时，右侧轨道对轮子的作用力是左侧轨道对轮子作用力的2倍现起重机挂钩在距离中心线10米处吊起重为105牛的重物时，把平衡块调节到距离中心线6米处，此时右侧轨道对轮子的作用力为多少？,12、塔式起重机的结构如图所示，设机架重4105牛，平衡块,24,解：（1）设机架重为GP，平衡块重为GW，由图知，左、右两侧轨道对轮子的作用力Fa、Fb：Fa+Fb=GP+GW=4105N+2105N=6105N，,Fb=2Fa，Fa=2105N，Fb=4105N，,（2）以左侧轮为支点，设机架重的力臂为L，由杠杆平衡条 件可知：,Fb4m=GW（2m-1m）+GP（2m+L）,即：4105N4m=2105N（2m-1m）+4105N（2m+L）,解得：L=1.5m；,（3）当起重机挂钩在距离中心线10米处吊起重G=105N的重物时，以左侧轮为支点，,GW（6m-2m）+Fb4m=GP（2+1.5）+G（10m+2m）,即：2105N（6m-2m）+Fb4m=4105N（2+1.5）+1105N（10m+2m）,解得：Fb=4.5105N,答案：右侧轨道对轮子的作用力为4.5105N。,解：（1）设机架重为GP，平衡块重为GW，由图知，左、右两侧,25,13、两条质量都为20克的扁虫竖直紧贴着板面爬过一块竖直放置的非常薄