题目:使用动滑轮提升重物,已知动滑轮重为5N,物体被提升的高度为1m,求:
1. 拉力F的大小;
2. 拉力F所做的功;
3. 动滑轮的机械效率。
相关例题:
1. 如果物体被提升的高度为2m,其他条件不变,那么动滑轮的机械效率会如何变化?
2. 如果动滑轮的重力变为原来的两倍,其他条件不变,那么拉力F的大小会如何变化?
3. 如果在提升重物的过程中,动滑轮的轴受到的摩擦力为f,其他条件不变,那么拉力F的大小会如何变化?
解题思路:
1. 根据动滑轮的工作原理,可以列出动滑轮的受力平衡方程:F × 2 = G × 1 + G动。其中G为物体的重力,G动为动滑轮的重力。解方程可得拉力F的大小。
2. 根据功的公式W = Fs,可以求出拉力F所做的功。
3. 动滑轮的机械效率可以通过有用功和总功的比值来计算。有用功为物体被提升的高度与重力的乘积,总功为拉力F所做的功。机械效率 = 有用功 / 总功。
答案:
1. 如果物体被提升的高度为2m,其他条件不变,那么动滑轮的机械效率会变大。因为此时有用功增加,而动滑轮的重力不变,所以总功(即拉力F所做的功)也会增加。
2. 如果动滑轮的重力变为原来的两倍,其他条件不变,那么拉力F的大小会变大。因为此时总重力增加,而绳子自由端的移动距离不变(即s=2h),所以拉力F的大小会变大。
3. 如果在提升重物的过程中,动滑轮的轴受到的摩擦力为f,其他条件不变,那么拉力F的大小会变小。因为此时额外功增加(即f × 轴的距离),而有用功和总重力不变,所以总功(即拉力F所做的功)会变小。因此拉力F的大小会变小。
题目:使用动滑轮提升重物,已知动滑轮重为5N,物体被提升的高度为1m,求拉力的大小。
解:使用动滑轮可以省一半力,因此拉力为物体重力的一半,再加上动滑轮的重力,总力为物体重力加动滑轮重力再加摩擦力。
设物体的重力为G,则拉力为G/2 + 5N。根据功的原理,拉力做的功等于物体上升的高度乘以重力加速度乘以物体质量,即W = mgh。因此,拉力F = (G + G动) / 2 = (G + 5N) / 2。
已知物体被提升的高度为1m,所以拉力做的功为W = G × 1m × g = mgh。代入已知数据可得:
$F = (G + 5N) / 2 = (G + 5) times 9.8 times 1N/kg$
解得:G = 30N
所以拉力F = (30N + 5N) / 2 = 17.5N。
答案:拉力的大小为17.5N。
初中物理动滑轮的力学题和相关例题常见问题如下:
1. 动滑轮的作用是什么?
2. 动滑轮是否改变力的方向?
3. 动滑轮的机械效率与什么因素有关?
4. 动滑轮在什么情况下使用最合适?
5. 使用动滑轮能省力多少?
6. 动滑轮的受力分析是什么?
7. 动滑轮与定滑轮组合的滑轮组的作用是什么?
以下是一个关于动滑轮的力学题和相关例题:
例题:
有一个重为G的物体,用动滑轮提升,画出这个滑轮的示意图,并求出这个滑轮的机械效率。
相关例题:
有一个重为5N的物体,用动滑轮提升,已知动滑轮的重为1N,求这个滑轮的机械效率。
解答:
根据动滑轮的定义和特点,可以画出它的示意图。在使用动滑轮时,绳子的自由端移动的距离是物体上升距离的两倍。因此,使用动滑轮可以省一半的力。
机械效率的计算公式为:η = (G物 - G动) / (G物 + G动) × 100%
对于上述题目,机械效率为:
(G物 - 1N) / (G物 + 1N) × 100% = (5N - 1N) / (5N + 1N) × 100% = 78.1%
所以,这个动滑轮的机械效率为78.1%。
以上解答仅供参考,具体解题还需要根据实际情况和题目要求进行灵活调整。