05经典的滑轮大题

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滑轮和机械效率综合题目

1．图28甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为20N 。某次操作中，将重423N 的泥土以0.4m/s 的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F 所做的功随时间变化的图像如图28乙所示。细

绳的质量忽略不计，g 取10N/kg 。求： （1）拉力F 做功的功率；

（2）利用该装置提升泥土的机械效率；

（3）在提起泥土上升3m 的过程中，克服摩擦力做的功。 2．质量为60kg 的小明站在水平地面上，利用如图29所示装置提升物体A 。物体A 的质量m A 为72kg ，底面积S A 为2×10-2m 2。当小明施加竖直向下的拉力为F 1时，物体A 未被

拉动，此时物体A 对地面的压强p 为5×103Pa ，小明对地面的压强为p 1；当小明施加竖直向下的拉力为F 2时，物体A 恰好匀速上升，小明对地面的压强为p 2，且p 1：p 2=16: 15。已知B 、C 、D 、E 四个滑轮的质量相同，不计绳重和摩擦，g 取10N/kg 。求： （1）当小明施加竖直向下的拉力F 1时，物体A 对地面的压力F N ；

（2）每个滑轮所受的重力G 0； （3）当小明施加竖直向下的拉力F 2时，整个装置的机械效率η。

3． “塔吊”是建筑工地常使用的起重设备.用“塔吊”可将重物方便地安放到

工作区内.如图25所示的“塔吊”，EF 是竖直支架，它有一水平臂AD ，水平臂AD 可分为AB 和BD 两部分,AB 叫平衡臂，长为10m ，BD 叫吊臂，长为50m .A 端装

有配重，在吊臂BD 上还有一个可移动的滑轮组，现正在距B 点20m 的C 处提升

钢材，滑轮组重力及摩擦忽略不计.(g 取10N ／kg)

(1)用此塔吊将重25t 的钢材先竖直匀速吊起20m 高，然后再沿水平方向慢慢旋转90o 送达指定位置，在这

一过程中“塔吊”对钢材做了多少功?

(2)若此“塔吊”的滑轮组在C 处能吊起重物的最大质量为25t ，当滑轮组移动到D 点时，该“塔吊”能吊起重物的最大质量是多少?

4．图26是一种电梯的结构示意图.A 为电梯厢，B 为滑轮，绕过滑轮的钢

丝绳一端固定在楼房顶层,另一端通过电动机C 提供拉力，D 为配重.在电动

机拉力作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行.某次运行中，电梯

厢以0.5m ／s 的速度匀速上升6m ，将总质量为300kg 的5个人由一层运送

到三层，电动机拉力F 为8000N .(不计钢丝绳、滑轮重及摩擦，g 取10N

／kg)

(1)在此过程中，拉力F 做功的功率是多少?

(2)在此过程中，电梯的机械效率是多少?

(3)请你分析，配重的质量最好是多大?

5．图22是某科研小组设计的高空作业装置示意图，该装置固定于六层楼的顶部，从地面到楼顶高为18m ，该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成。悬挂机构由支架AD 和杠杆BC 构成，CO :OB =2:3。配重E 通过绳子竖直拉着杠杆B 端，其质量m E =100kg ，底面积S =200cm 2。安装在杠杆C 端的提升装置由定滑轮M 、动滑轮K 、吊篮及与之固定在一起的电动机Q 构成。电动机Q 和吊篮的总质量m 0=10kg ，定滑轮M 和动滑轮K 的质量均为m K 。可利用遥控电动机拉动绳子H 端，通过滑轮组使吊篮升降，电动机Q 提供的功率恒为P 。当提升装置空载悬空静止时，配重E 对楼顶的压强p 0=4×104Pa ，此时杠杆C 端受到向下的拉力为F C 。科研人员将质量为m 1的物体装入吊篮，启动电动机，当吊篮平台匀速上升时，绳子H 端的拉力为F 1，配重E 对楼顶的压强为p 1，滑轮组提升物体m 1的机械效率为η。物体被运送到楼顶卸下后，科

图28 甲

乙 72 图

29

研人员又将质量为m2的物体装到吊篮里运回地面。吊篮匀速下降时，绳子H端的拉力为F2，配重E对楼顶的压强为p2，吊篮经过30s从楼顶到达地面。已知p1：p2=1:2，F1：F2=11:8，不计杠杆重、绳重及摩擦，g取10N/kg。求：

（1）拉力F C；

（2）机械效率η；

（3）功率P。

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