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图25是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图.A是动滑轮 B是定滑轮 C是卷扬机 D是

时间:2019-02-09 11:43:26

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图25是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图.A是动滑轮 B是定滑轮 C是卷扬机 D是

问题补充:

图25是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图.A是动滑轮,B是定滑轮,C是卷扬机,D是油缸,E是柱塞.作用在动滑轮上共三股钢丝绳,卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物,被打捞的重物体积V=0.5m3.若在本次打捞前起重机对地面的压强p0=2.0×107Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强p1=2.375×107Pa,物体完全出水后起重机对地面的压强p2=2.5×107Pa.假设起重时柱塞沿竖直方向,物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2,N1与N2之比为19:24.重物出水后上升的速度v=0.45m/s.吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计.(g取10N/kg)求:

(1)被打捞物体的重力;

(2)被打捞的物体浸没在水中上升时,滑轮组AB的机械效率.

答案:

解:(1)设起重机重为G,被打捞物体重力为G物;

打捞物体前,G=p0S

在水中匀速提升物体时:F拉=G物-F浮

起重机对地面的压力:G+F拉=p1S

F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×0.5m3=0.5×104N;

物体出水后:G+G物=p2S

F拉=(p1-p0)S;

G物=(p2-p0)S;

整理可得:====

可得物体重力为:G物=2.0×104N.

(2)设钢丝绳上的力在出水前后分别为F1、F2,柱塞对吊臂力的力臂为L1,钢丝绳对吊臂力的力臂为L2.根据杠杆平衡条件可知:

N1L1=3F1L2;N2L1=3F2L2;

=,

F1=(G物-F浮+G动)?

F2=(G物+G动),

又∵=,

∴==

将数据代入得:G动=0.4×104N.

物体浸没在水中上升时,滑轮组AB的机械效率:

η=====78.9%.

答:(1)被打捞物体的重力为2.0×104N.

(2)被打捞的物体浸没在水中上升时,滑轮组AB的机械效率为78.9%.

解析分析:作为一个实际场景中的问题,要学会和我们学过的知识联系起来,建立和场景对应的物理模型.本题的物理模型有两个:一是AB组成的滑轮组;二是OFB组成的杠杆.对AB这个滑轮组来说,有三段绳子在承重;对OFB这个杠杆来说,O是支点,B和F分别是阻力和动力的作用点.要把题目所有的已知和求解的物理量分解到这两个物理模型中去,哪些是AB这个滑轮组中的,哪些是OFB这个杠杆中的,再看题目要求解的,利用相应的公式进行求解.

点评:本题难度很大,解决实际场景的题目,关键在于要把实际场景与所学的知识点联系起来,建立起物理模型,再把题目已知的物理量套入物理模型中,这样一来,实际场景的题目就转化为解决物理模型的相关物理量.

图25是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图.A是动滑轮 B是定滑轮 C是卷扬机 D是油缸 E是柱塞.作用在动滑轮上共三股钢丝绳 卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取

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