如图汽车落到直径8.3m,深6m的洞中,现要用起重机吊出.如图是汽车起重机(俗称吊车)的示意图.BC处安装有滑轮组,其结

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  • 解题思路:(1)①已知滑轮组绳端拉力F和汽车升高的高度,利用W=Fs可求得拉力F做的功;

    ②根据P=[W/t]可求得拉力F的功率;

    ③根据汽车的质量,求得其重力,利用W=Gh=求得有用功,再利用η=

    W

    有用

    W

    求得滑轮组的机械效率.

    (2)起重机静止在地面上,对地面的压力等于其重力,再利用p=[F/S]求得起重机对地面的压强.

    (3)①已知圆柱体的直径可求得半径,利用圆柱体的体积公式可求得需要多少m3的水.

    ②根据FgV排求得汽车受到的浮力,与重力比较,再结合实际情况得出结论.

    (1)①由图可知,汽车由4段绳子承担,即n=4,h=8m 则s=nh=4×8m=32m,

    W=Fs=4.6785×103N×32m=149712J,

    ②P=[W/t]=[150000J/40s][149712J/40s]=3742.8W,

    ③G=mg=1.5×103kg×10N/kg=15000N,

    W有用=Gh=15000N×8m=120000J,

    η=

    W有用

    W总×100%=[120000J/149712J]×100%≈80%.

    (2)m装置=8t=8000kg G装置=m装置g=8000kg×10N/kg=80000N G=G+G装置=95000N,F=G=95000N

    p=[F/S]=[95000N

    6m2≈15833Pa.

    (3)①r=

    d/2]=[8m/2]=4m,h=6m,

    V=πr2h=3.14×(4m)2×6m=301.44m3

    ②FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m3=100000N,

    因为F>G,所以可以实现汽车的上浮,但是实际不可行,因为一是泥土吸水,二是用水量太大.

    答:(1)①拉力F做的功为149712J,

    ②拉力F的功率为3742.8W,

    ③滑轮组的机械效率为80%.

    (2)起吊过程中汽车起重机对地面的压强是15833Pa.

    (3)①用水注满此洞,需要301.44m3的水;②可以实现汽车的上浮,但是实际不可行,因为一是泥土吸水,二是用水量太大.

    点评:

    本题考点: 功的计算;压强的大小及其计算;浮力大小的计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.

    考点点评: 本题难度很大,对学生的要求很高.一是因为题目把所学的知识隐藏到了起吊装置这样一个实际场景中,二是因为本题所运用的公式较多,而且要求同学们能对这些公式进行灵活的运用.同学们往往对实际场景的题目感到比较头疼,特别是像本题这种复杂的实际场景.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.

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