(3)由同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率 高 (4)使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率可能为 C。 2.(2015北京,第40题)实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳,另外还有钩码一盒,质量不等的滑轮2个,滑轮的轮与轴之间的摩擦很小,可忽略不计。请选用上述实验器材证明:动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关。 (1) 写出实验步骤; (2) 画出实验数据记录表格。
【答案】用已调零的弹簧测力计测出动滑轮的重力分别为G1、G2,如图先用重力为G1的动滑轮组装实验器材,用弹簧测力计拉住细绳端,竖直向上匀速缓慢拉动,使质量为m的钩码匀速上移一段距离,读出弹簧测力计的示数为F1,用刻度尺测出绳端移动距离s和钩码移动距离h,记录G1、F1、m、s、h在实验记录表格中。
换用另一个重力为G2的动滑轮组装实验器材,钩码质量m不变,仿照步骤①再做一次,记录G1、F1、m、s、h在实验记录表格中。
利用公式η=分别计算两次滑轮组的机械效率
G动/N m/kg F/N s/m h/m W总/J W有/J η 3.(2015山东烟台,第26题)在初中物理的学习中,我们曾用斜面做过多次探究实验,如图甲是利用斜面“探究阻力对物体运动的影响”;如图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些因素有关”;如图丙是“测定斜面的机械效率”.
(1)在甲、乙实验探究中,都有让小车从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤,这样操作的目的是什么?
(2)在甲、乙实验探究中“阻力对物体运动的影响”和“小车动能的大小”分别是由什么来显示的? (3)下表是小明测定斜面机械效率实验的记录数据,请你完成表中①②处的数据,分析表中数据,写出实验结论.
斜面倾斜程度 较缓 较陡 最陡 木块所受斜面高度重力G/N 5 5 5 h/m 0.2 0.5 0.7 沿面拉力斜面长L/有用功W有/总功W总/F/N 2.1 3.6 4.3 m 1 1 1 J 1 2.5 3.5 J 2.1 ① 4.3 机械效率η 48% 69% ② 【答案】(1)为了让小车到达水平面时速度相同 (2)小车在水平面上滑行的距离;木块滑行的距离 (3)3.6 81%
四、计算题
1.(2015山东济宁,第21题)物体重600N,放在水平地面上,与地面的接触面积是500cm2(如图
20甲所示)。?
(1)物体放在水平地面上时,对地面的压强是多少??
(2)某工人用400N的力在10s内将物体匀速提高了5m(如图20乙所示),拉力的功率是多少?滑
轮组的机械效率是多少?
【答案】解答:(1)(2)拉力做功为W=FS=400N×10m=4000J,
拉力的功率为:。人做有用功为W=Gh=600N×5m=3000J,滑轮组的机
械效率为
2.(2015山东菏泽,第20题)右图为我国拥有完全自主知识产权的一种越野车,其越野性能公认已经超越了“悍马”,坦克能去的地方它都能去,最大速度达100 km/h。当越野车匀速爬上一高14 m,长20 m的陡坡时,机械效率为70%(g取10 N/kg,汽车的质量按3650 kg计算)。求:
(1)越野车受到的重力
(2)越野车以最大速度行驶50 km所需的时间 (3)越野车爬坡时的牵引力
【答案】解(1)汽车受到的重力
(2)由s=vt得
(2分)
(2分)
(3)汽车爬坡时,设牵引力为F(合理步骤均给分)
由
(1分)
得
的物体先静置在水平地面上,
3.(2015年重庆市B卷,第19题)有一质量为60kg、底面积是
然后工人用如图17的装置在20s内将物体匀速提升2m,已知拉力F的大小为400N,在此过程中不计绳重和摩擦,求:
(1)物体静置时对水平地面的压强; (2)滑轮组的机械效率; (3)拉力F的功率。
答案:(1)1200Pa (2)75% (3)P=FV=80W
4.(2015山东德州,第25题)小李用如图22所示的滑轮组把90Kg的物体提升3m,作用在绳子自由端的拉力是400N,不考虑绳重及摩擦(g=10N/Kg),求:
(1)滑轮组的机械效率 (2)动滑轮的重力
【答案】(1)75% (2)300N
5. (2015四川内江,第23题)雅安4.20地震后灾后重建工作正在高效地进行,如图14是某建筑工地
上使用的塔式起重机。在一次操作过程中起重机将质量为500kg的建筑材料竖直提升了12m,用时15s,(g=10N/kg)。求:
(1)所提建筑材料受到的重力;
(2)起重机提起建筑材料所做的功;
(3)提升过程中该起重机的电动机功率为8kW, 那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多
大?
【答案】(1)解:G=mg =500kg×10N/kg=5000N (2)解:W=FS=Gh=5000N×12m=6×10J (3)解:W总=Pt=8×10W×15s=1.2×10J η=W有/W总=6×10J/1.2×10J=50%
4
5
3
54
6.(2015四川绵阳,第27(2)题)我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水.为复原我国海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料,采用沉井包裹沉船的整体打捞方式,在世界水下考古也是一大创新。某同学为了体验“南海一号”的打捞过程,特利用滑轮组从水下打捞一重物。
如图所示,用一个底面积S=0.05m、高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”,该同学站在岸边拉动绳子自由端,使重物从水底开始向上运动,假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动,并经历三个运动阶段:第一阶段,从重物在水度开始运动到重物的上表面面刚露出水面,绳对重物的拉力 F1=140 N, 用时t1=40s,第二阶段,从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面,用时t2=4s,第三阶段,从重物下表面离开水面后在空中上升, 已知动滑轮所受重力G0=60 N, ρ
水
2
=1.0×10kg/m,
33
g=10N/g,不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力,不考虑重物出水前后质量的变化。求
①在第一阶段运动中,水对重物的浮力F浮为多大? ②在第一阶段运动中,绳对重物做功W1为多大?
③滑轮组在第一阶段运动中的机械效率η1和第三阶段运动中的机械效率η3分別为多大? 【答案】①100N ②280J ③70%
7.(2015江苏苏州,第25题)一名体重为500N、双脚与地面接触面积为0.04m的学生站在水平地面
上,要用滑轮组在20s内将600N的重物匀速提升1m.
2
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