2.小華和他的興趣小組利用如圖所示的滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),人以600N的力向下拉繞在滑輪組上的繩子的一端,10秒鐘繩子下端移動(dòng)了1.5m,物體上升了0.5m,已知該滑輪組的效率為70%(不計(jì)繩重及摩擦,g取10N/kg).
(1)畫出小華興趣小組所用滑輪組的繞線情況.
(2)人的拉力做功的功率是多少?
(3)被吊起重物的質(zhì)量是多少?
(4)用此滑輪組提升180kg的物體后,滑輪組的效率將如何變化?自由端承受的拉力是多少?

分析 (1)知道繩子下端移動(dòng)的距離和物體上升的高度,根據(jù)s=nh求出繩子的有效股數(shù),再根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則畫出繩子的繞法;
(2)知道拉力的大小和繩端移動(dòng)的距離,根據(jù)W=Fs求出總功,根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出人的拉力做功的功率;
(3)已經(jīng)求出總功,也知道機(jī)械效率的大小,利用機(jī)械效率公式求出有用功,利用W=Gh求出物體的重力,再根據(jù)G=mg求出物體的質(zhì)量;
(4)用此滑輪組提升180kg的物體,物重增加,在提升高度相同時(shí),有用功增加,而動(dòng)滑輪重不變,額外功不變,根據(jù)機(jī)械效率公式判斷機(jī)械效率的變化情況;
不計(jì)繩重及摩擦,結(jié)合已知條件和前面得到的數(shù)據(jù),利用F=$\frac{1}{n}$(G+G動(dòng))求出動(dòng)滑輪的重;
根據(jù)G=mg計(jì)算質(zhì)量為180kg的物體的重力,再根據(jù)F=$\frac{1}{n}$(G+G動(dòng))計(jì)算自由端承受的拉力.

解答 解:
(1)由s=nh可得,滑輪組上繩子的有效股數(shù)n=$\frac{s}{h}$=$\frac{1.5m}{0.5m}$=3,根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則可知,繩子應(yīng)從動(dòng)滑輪掛鉤上開始繞起,如圖所示:

(2)人的拉力做的功:W=Fs=600N×1.5m=900J,
人的拉力做功的功率:
P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{900J}{10s}$=90W;
(3)由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%可得,拉力做的有用功:
W=ηW=70%×900J=630J,
由W=Gh可得,被吊起重物的重力:
G=$\frac{{W}_{有}}{h}$=$\frac{630J}{0.5m}$=1260N;
由G=mg可得,被吊起重物的質(zhì)量:
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1260N}{10N/kg}$=126kg;
(4)用此滑輪組提升180kg的物體,物體的質(zhì)量增大,物重增加,在提升高度相同時(shí),有用功增加,而動(dòng)滑輪重不變,額外功不變,根據(jù)機(jī)械效率公式可知,滑輪組的機(jī)械效率將變大.
由題意和前面計(jì)算可知,最初用600N的力拉繩子,物重為1260N,
不計(jì)繩重及摩擦,繩子自由端的拉力F=$\frac{1}{n}$(G+G動(dòng)),
則動(dòng)滑輪的重:G動(dòng)=nF-G=3×600N-1260N=540N;
質(zhì)量為180kg的物體的重力:G′=m′g=180kg×10N/kg=1800N,
用此滑輪組提升180kg的物體時(shí),自由端承受的拉力:
F′=$\frac{1}{n}$(G′+G動(dòng))=$\frac{1}{3}$×(1800N+540N)=780N.
答:(1)如上圖所示;
(2)人的拉力做功的功率是90W;
(3)被吊起重物的質(zhì)量是126kg;
(4)用此滑輪組提升180kg的物體后,滑輪組的效率將變大;自由端承受的拉力是780N.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑輪組的組裝和功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算等,明確有用功和總功是解題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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12.2015年10月,重慶市在巴南舉行了中國(guó)國(guó)際公路自行車賽重慶站的比賽,全球22支頂級(jí)職業(yè)自行車隊(duì)以及1000多名自行車愛好者,在美麗的巴濱路上進(jìn)行了速度與激情的演繹.當(dāng)他們?cè)谒铰访嫔蟿蛩衮T行的過程中( 。
A.以地面為參照物,人是靜止的
B.人在運(yùn)動(dòng)時(shí)比靜止時(shí)的慣性大
C.車胎表面有花紋,是為了增大摩擦
D.自行車受到的重力和地面對(duì)自行車的支持力是一對(duì)平衡力

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13.一個(gè)跳傘運(yùn)動(dòng)員從空中下落不計(jì)空氣阻力,他的動(dòng)能變大;他的勢(shì)能變小,總的機(jī)械能不變.(填“變大,變小,不變”)

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10.裝修人員使用的水平管可檢測(cè)某出是否和其它地方高度相同,它的工作原理是利用了連通器的道理.

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17.2012年6月,我國(guó)自主研制的“蛟龍?zhí)枴边M(jìn)行7000米級(jí)海試,成為世界上第五個(gè)擁有載人深潛技術(shù)的國(guó)家.當(dāng)其下潛至2000米深度時(shí),該處海水的壓強(qiáng)約為2×107帕;該潛水器從1000米深處繼續(xù)下潛,受到的壓強(qiáng)將變大、浮力將不變.(選填”變大”、“不變”或“變小”)(g取10N/kg,海水的密度近似取:1×103千克/米3

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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

7.在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中:
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(2)如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)時(shí)只有8個(gè)相同的鉤碼,杠桿上每格等距,當(dāng)在A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼時(shí),則怎樣掛鉤碼可以使杠桿在水平位置平衡?(請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)兩種方案)①在第6個(gè)格處掛2個(gè)鉤碼;②在第4個(gè)格處掛3個(gè)鉤碼.
(3)小康在實(shí)驗(yàn)時(shí),先在杠桿兩側(cè)掛鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,再再用彈簧測(cè)力計(jì)取代一側(cè)的鉤碼繼續(xù)探究,如圖乙所示.他這樣做的最終目的是C.
A.便于直接讀出拉力的大小     B.便于提供不同方向的拉力
C.便于正確認(rèn)識(shí)力臂           D.便于測(cè)量力臂的大小
(4)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),取得多組數(shù)據(jù)是為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性.

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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

14.生活中處處有物理,下面是跟紙相關(guān)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn),請(qǐng)解答下列各題:
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(3)如果丙所示,利用“紙船燒水”,用酒精燈加熱裝有水的用紙折疊的紙鍋,紙鍋竟然安然無恙,其主要原因是利用水沸騰時(shí)吸熱但溫度保持不變,使紙的溫度達(dá)不到紙的著火點(diǎn).

(4)某同學(xué)玩紙船載人實(shí)驗(yàn),如圖丁所示,如果實(shí)驗(yàn)中紙船及船槳的總質(zhì)量5kg,要載55kg的人安全渡河,船浸入水中的體積至少為0.06m3

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

16.小紅同學(xué)做“測(cè)小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)時(shí),已知小燈泡的額定電壓是3.8V,其中電源是三節(jié)新的干電池,燈絲電阻大約10Ω,滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“10Ω 1A”的字樣.
(1)如圖所示的是小紅同學(xué)連接不完整的實(shí)驗(yàn)電路,請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線幫她將圖中未連接部分連接好,要求:電壓表、電流表選擇合適的量程,滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)使連入電路的阻值減;
(2)當(dāng)小紅同學(xué)閉合電路的開關(guān)后,電路中可能出現(xiàn)一些不正,F(xiàn)象:
第一種:小燈泡較暗,滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)時(shí)不能改變小燈泡的亮暗程度,可能在連接電路時(shí)把滑動(dòng)變阻器的AB(填“AB”或“CD”)兩端點(diǎn)連入了電路中;
第二種:小燈泡不亮,電流表示數(shù)不為零,電壓表示數(shù)為零,可能小燈泡處短路(填“短路”或“斷路”).
(3)小紅同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中為了能得到比較準(zhǔn)確的小燈泡的額定功率,改變接入電路的滑動(dòng)變阻器的阻值,分別得到三組數(shù)據(jù),如下表:你認(rèn)為正確測(cè)量結(jié)果P=1.52W.
實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓表示數(shù)/V電流表示數(shù)/A功率/W
13.000.36
23.800.40
34.500.42

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

17.從空氣看水中的金魚,比實(shí)際的淺(填寫“深”或“淺”),這是因?yàn)楣庥伤猩湎蚩諝鈺r(shí)發(fā)生了折射.折射光線偏離(填“離”或“向”)法線造成的.

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