根据物体受力平衡的条件,动滑轮静止

简介: 根据物体受力平衡的条件,动滑轮静止,则为平衡状态,在竖直方向上受力和为零,即G动+ F拉’=2F拉。

例题如图所示,重为100N的物体B,在足够深的水中匀速下沉,通过滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速运动,在4s内物体A移动了0.8米,已知B的密度是水的密度的5倍,动滑轮重12N,不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦,g取10N/kg,求:(1)绳对B的拉力的功率(2)物体A所受的摩擦力(3)滑轮组的机械效率1、求B对绳的拉力的功率对物体B进行受力分析,在竖直方向上受到竖直向下的重力G2和竖直向上的浮力F浮、绳对B的拉力F拉。

根据物体受力平衡的条件,物体B匀速运动,则为平衡状态,在竖直方向上受力和为零,即G2=F浮+F拉。

根据浮力的计算公式:F浮=ρ水gV排,V排=V2,则物体B所受的浮力F浮=ρ水gV2。

根据重力的计算公式、题目中的条件和结论:G2=ρ2gV2,F浮=ρ水gV2,则F浮/ G2=ρ水/ρ2。

根据题目中的条件和结论:ρ2=5ρ水,F浮/ G2=ρ水/ρ2,则F浮/ G2=1/5,,即F浮=G2/5。

根据结论:F浮= G2/5,G2=100N,则物体B所受的浮力F浮=20N。

根据速度的计算公式及题目中的条件:v=s/t,s=0.8m,t=4s,则物体A移动的速度v=0.2m/s。

根据题目中的条件和结论:动滑轮上有2股绳,v=0.2m/s,则物体B移动的速度v2=2v=0.4 m/s。

根据功率的计算公式和结论:P=F拉v2,F拉=80N,v2=0.4 m/s,则绳对物体B的拉力的功率P=32W。

2、求物体A所受的摩擦力对物体A进行受力分析,在水平方向上受到水平向左的拉力F拉’和水平向右的摩擦力f。

根据物体受力平衡的条件,物体A匀速运动,则为平衡状态,在水平方向上受力和为零,即F拉’=f。

根据物体受力平衡的条件,动滑轮静止,则为平衡状态,在竖直方向上受力和为零,即G动+ F拉’=2F拉。

根据题目中的条件和结论:G动=12N,F拉=80N,则物体A所受的摩擦力f=2F拉-G动=148N。

3、求滑轮组的机械效率根据功的计算公式和结论:W总=F拉s,W有=F拉’s’,s=2s’,则W有/W总= F拉’/2F拉。

根据机械效率的计算公式和结论:η=W有/W总×100%,W有/W总= F拉’/2F拉,F拉=80N,F拉’=148N,则η=92.5%。


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