1. 解:
(1)对杠杆进行受力分析如图1甲、乙所示:
根据杠杆平衡条件: G 甲×OA =T 1×OB (G 甲+G 乙)×OA =T 2×OB 又知OA ∶AB = 1∶2 所以OA ∶OB = 1∶3
G 甲=m 甲g =300kg ⨯10N/kg=3000N
T T
甲 乙
G 乙=m 乙g =60kg ⨯10N/kg=600N
T 1=OA OB G 1甲=
3
⨯3000N =1000N
(1分)T OA (G 12=
OB
甲+G 乙) =
3
⨯3600N =1200N
(1分)(2)以动滑轮为研究对象,受力分析如图2甲、乙所示 因动滑轮处于静止状态,所以: T 动1=G +2F 1,T 动2=G +2F 2 又T 动1=T 1,T 动2=T 2 所以:
F T 1-G G
11=2=1000N -2=500N -2G (1分) F T 2-G 1200N -G
12=
2
=
2
=600N -
2
G
(1分)
以人为研究对象,受力分析如图3甲、乙所示。 人始终处于静止状态,所以有:
F + N 1, =G ,
人1人, F 人2+N 2 =G 人
因为F 人1=F 1,F 人2=F 2,N 1=N 1, ,N 2=N 2, 且G 人=600N 所以:
N 1=G 人-F 1=600N -(500N -12G ) =100N +
12
G
(1分)
N 1 2=G 人-F 2=600N -(600N -2G )
=12
G (1分)又知N 1∶N 2=3∶1 100N +1G 即
N 1N =
=32
11
2G 解得G =100N
图1
人1
人2
人 人 甲 乙
图3
动1 动2
F 1
F 2
甲 乙
图
2
2. 解:(1)第一次提升货物时,以人为研究对象
N 1=G 人-
F 1' ①
绳对人的拉力与人对绳的拉力相等,F 1=F 1 'G 1+G 动
② 1分 F =1
'
4
第二次提升货物时,以人为研究对象
N 2=G 人-F 2' ③ 绳对人的拉力与人对绳的拉力相等,F 2'=F 2
'G 2+G 动
F 2
=4
④
N 1N =
2 ⑤
2
3
把数据分别带入以上5个式子,解得:G 动=300N F 1=400N F 2=300N
(2)第一次运送货物时滑轮组的机械效率:
η有G 1h 1=
W W =
=
1300J 81.25% 总
F 14h
400⨯4J
=(3)第二次货物上升速度为0.1m/s,人匀速拉绳的速度为
v '2=4⨯0. 1m /s =0. 4m /s P 2=F 2v '2
=300N ⨯0. 4m /s =120W
3. (1)以物体A 为研究对象,受力分析如图2甲、乙所示,
物体A 始终处于静止状态,所以有 F D 1=G A +F A 1
F D 2=G A +F A 2,
1分 1分 1分 1分
1分 1分
(以上两个式子共1分) 已知G A =1600N,F D 1为2100N ,
F D 2为2400N ,所以可以求得F A 1=F D 1-G A =2100N -1600N =500N (1分)
(2)以人为研究对象,受力分析如图3甲、乙所示,
人始终处于静止状态,所以有
G 人=T 1'+F 1' G 人=T 2'+F 2'
因为T 1与T 1'大小相等,F 1与F '1大小相等。所以有
图3
乙
F 1=G 人-T 1 F 2=G 人-T 2,
甲
已知F 1:F 2=11:9, 得:
119
G 人-T 1G 人-T 2
= ① (1分)
对杠杆进行受力分析, 如图4甲、乙所示,根据杠杆平衡条件:
(2F A 1-G B ) ⨯OE =T 1⨯OH ② (2F A 2-G B ) ⨯OE =T 2⨯OH ③
(②和③共1分) 已知OE:OH=1:6. F A 1=500N
F A 2=800N
图4乙
解上面三式可得:G B =100N (1分)
(3)将
G B =100N代入③式,得T 2=250N. (1分)
1. 解:
(1)对杠杆进行受力分析如图1甲、乙所示:
根据杠杆平衡条件: G 甲×OA =T 1×OB (G 甲+G 乙)×OA =T 2×OB 又知OA ∶AB = 1∶2 所以OA ∶OB = 1∶3
G 甲=m 甲g =300kg ⨯10N/kg=3000N
T T
甲 乙
G 乙=m 乙g =60kg ⨯10N/kg=600N
T 1=OA OB G 1甲=
3
⨯3000N =1000N
(1分)T OA (G 12=
OB
甲+G 乙) =
3
⨯3600N =1200N
(1分)(2)以动滑轮为研究对象,受力分析如图2甲、乙所示 因动滑轮处于静止状态,所以: T 动1=G +2F 1,T 动2=G +2F 2 又T 动1=T 1,T 动2=T 2 所以:
F T 1-G G
11=2=1000N -2=500N -2G (1分) F T 2-G 1200N -G
12=
2
=
2
=600N -
2
G
(1分)
以人为研究对象,受力分析如图3甲、乙所示。 人始终处于静止状态,所以有:
F + N 1, =G ,
人1人, F 人2+N 2 =G 人
因为F 人1=F 1,F 人2=F 2,N 1=N 1, ,N 2=N 2, 且G 人=600N 所以:
N 1=G 人-F 1=600N -(500N -12G ) =100N +
12
G
(1分)
N 1 2=G 人-F 2=600N -(600N -2G )
=12
G (1分)又知N 1∶N 2=3∶1 100N +1G 即
N 1N =
=32
11
2G 解得G =100N
图1
人1
人2
人 人 甲 乙
图3
动1 动2
F 1
F 2
甲 乙
图
2
2. 解:(1)第一次提升货物时,以人为研究对象
N 1=G 人-
F 1' ①
绳对人的拉力与人对绳的拉力相等,F 1=F 1 'G 1+G 动
② 1分 F =1
'
4
第二次提升货物时,以人为研究对象
N 2=G 人-F 2' ③ 绳对人的拉力与人对绳的拉力相等,F 2'=F 2
'G 2+G 动
F 2
=4
④
N 1N =
2 ⑤
2
3
把数据分别带入以上5个式子,解得:G 动=300N F 1=400N F 2=300N
(2)第一次运送货物时滑轮组的机械效率:
η有G 1h 1=
W W =
=
1300J 81.25% 总
F 14h
400⨯4J
=(3)第二次货物上升速度为0.1m/s,人匀速拉绳的速度为
v '2=4⨯0. 1m /s =0. 4m /s P 2=F 2v '2
=300N ⨯0. 4m /s =120W
3. (1)以物体A 为研究对象,受力分析如图2甲、乙所示,
物体A 始终处于静止状态,所以有 F D 1=G A +F A 1
F D 2=G A +F A 2,
1分 1分 1分 1分
1分 1分
(以上两个式子共1分) 已知G A =1600N,F D 1为2100N ,
F D 2为2400N ,所以可以求得F A 1=F D 1-G A =2100N -1600N =500N (1分)
(2)以人为研究对象,受力分析如图3甲、乙所示,
人始终处于静止状态,所以有
G 人=T 1'+F 1' G 人=T 2'+F 2'
因为T 1与T 1'大小相等,F 1与F '1大小相等。所以有
图3
乙
F 1=G 人-T 1 F 2=G 人-T 2,
甲
已知F 1:F 2=11:9, 得:
119
G 人-T 1G 人-T 2
= ① (1分)
对杠杆进行受力分析, 如图4甲、乙所示,根据杠杆平衡条件:
(2F A 1-G B ) ⨯OE =T 1⨯OH ② (2F A 2-G B ) ⨯OE =T 2⨯OH ③
(②和③共1分) 已知OE:OH=1:6. F A 1=500N
F A 2=800N
图4乙
解上面三式可得:G B =100N (1分)
(3)将
G B =100N代入③式,得T 2=250N. (1分)