(2013•密云县一模)如图所示,当加在滑轮组绳子自由端的拉力为T1时,动滑轮对物体B竖直向上的拉力为F1=100N,F

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  • 解题思路:(1)以A、B整体为研究对象,分别做出加在滑轮组绳子自由端的拉力为T1时和T2时的受力分析图,同时画出物体B在匀速上升的过程中时以动滑轮和物体B整体为研究对象的受力分析图,根据力的平衡条件得出受到的支持力即为对地面压力的大小,再根据压强公式表示出物体A对水平地面的压强,不计绳重和摩擦重时,对B物体做的功为有用功,对B物体和动滑轮做的功为总功,利用W=GH和η=W有W总×100%表示出滑轮组的机械效率即可物体B和动滑轮重力之间的关系,再根据GA:G0=9:1即可得出A、B物体重力之间的关系,代入压强的表达式即可求出物体A的受到的重力;(2)先求出物体B的重力,把已知条件代入压强的表达式即可求出物体A与地面接触的面积;(3)将物体B的重力代入机械效率的表达式即可求出动滑轮的重力,根据力的平衡条件结合图3求出拉力T3的大小,再根据P=Fv求出拉力T3做功的功率.

    当加在滑轮组绳子自由端的拉力为T1时,以A、B整体为研究对象,受力情况如图1所示;

    当加在滑轮组绳子自由端的拉力为T2时,以A、B整体为研究对象,受力情况如图2所示;

    物体B在匀速上升的过程中,以动滑轮和物体B整体为研究对象,受力情况如图3所示.

    根据力的平衡条件可得:

    图1中:N1=GA+GB-F1

    图2中:N2=GA+GB-F2

    ∵p=[F/S],

    ∴3000Pa=

    GA+GB−100N

    S----------------①

    2500Pa=

    GA+GB−300N

    S------------------②

    ∵不计绳重和摩擦时,滑轮组的机械效率:

    80%=

    GB

    GB+G0 ×100%----------------------③

    解得:GB=4G0-----------------------------④

    ∵GA:G0=9:1,

    ∴GB=[4/9]GA--------------------------------⑤

    将⑤式分别代入①式和②式解得:

    GA=900N----------------------------------⑥

    (2)将⑥式代入⑤式解得:

    GB=400N

    将GA=900N、GB=400N代入①式解得:

    S=0.4m2

    (3)将GB=400N代入④式得:

    G0=100N,

    图3中,由力的平衡条件可得:

    2T3=GB+G0

    解得:T3=[1/2](GB+G0)=[1/2]×(400N+100N)=250N,

    P=T3v=250N×0.3m/s=75W.

    答:(1)物体A的受到的重力为900N;

    (2)物体A与地面接触的面积为0.4m2

    (3)拉力T3做功的功率为75W.

    点评:

    本题考点: 压强的大小及其计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.

    考点点评: 本题考查了压强公式、效率公式、功率公式和力的平衡条件的应用,关键是把AB看成整体做出拉力为T1时和T2时的受力分析分析图以及物体上升时B物体的受力分析图,计算时要注意各量之间的关系,不要颠倒.