【題目】如圖是一種新型吊運設(shè)備的簡化模型示意圖,圖中OC是一根以O點為支點的水平杠桿,AB表示對杠桿起固定作用且不可伸縮的纜繩,OCAB的長度均為5m,BC的長度為1m。圖中滑輪組繩子的自由端由電動機(jī)拉動,定滑輪的軸和電動機(jī)均固定在B點。在某次作業(yè)中,該吊運設(shè)備勻速豎直提升重為2000N物體,電動機(jī)對繩子自由端拉力為625N,拉力的功率為500W.不考慮杠桿的質(zhì)量、滑輪組繩子的質(zhì)量、滑輪與軸間的摩擦:

1)求此次作業(yè)中物體勻速上升的速度為多大?

2)另一次作業(yè)中,利用該設(shè)備以相同的速度勻速提升重為3500N的物體,求此過程中滑輪組的機(jī)械效率是多少?

3)兩次作業(yè)中纜繩AB的拉力變化了3000N,求纜繩AB拉力的力臂為多少m?

【答案】(1) 0.2m/s(2) 87.5%(3) 2

【解析】

(1)P===Fv可得拉力端移動速度:

v===0.8m/s,

由圖知,使用的滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=4,則物體勻速上升的速度:

v=v=×0.8m/s=0.2m/s;

(2)不考慮滑輪組繩子的質(zhì)量、滑輪與軸間的摩擦,拉力F=G+G),則動滑輪重力:

G=4F-G=4×625N-2000N=500N,

利用該設(shè)備勻速提升重為3500N的物體,拉力:

F′=G′+G=×3500N+500N=1000N,

滑輪組的機(jī)械效率:

η=====×100%=87.5%

(3)不考慮杠桿的質(zhì)量、滑輪組繩子的質(zhì)量、滑輪與軸和繩子間的摩擦,設(shè)纜繩AB拉力F1的力臂為l1,B處受到向下的拉力為F2,其力臂為:

l2=OC-BC=5m-1m=4m

拉力F2為:

F2=G+G+G+G電動機(jī),

勻速提升重為2000N的物體時,根據(jù)杠桿平衡條件可得F1l1=F2l2,

即:

F1l1=G+G+G+G電動機(jī)l2,---------

勻速提升重為3500N的物體時,纜繩AB的拉力:

F1′=F1+3000N,

拉力F2

F2′=G′+G+G+G電動機(jī)

勻速提升重為3500N的物體時,根據(jù)杠桿平衡條件可得F1l1=F2l2

即:

F1+3000Nl1=G′+G+G+G電動機(jī)l2,---------

-①得:

3000N×l1=3500N-2000N×4m

解得:

l1=2m。

答:(1)此次作業(yè)中物體勻速上升的速度為0.2m/s;
(2)此過程中滑輪組的機(jī)械效率是87.5%;
(3)纜繩AB拉力的力臂為2m。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】學(xué)完杠桿和滑輪兩類簡單機(jī)械后,針對楊浦大橋和盧浦大橋的引橋都比較長,小李同學(xué)提出使用長坡道有什么好處?為此,他用彈簧測力計、長木板、物塊、小車、刻度尺等器材,進(jìn)行實驗探究,步驟如下:

(1)如圖 (a) 所示,用測力計測取小車所受重力G8;

(2)將長木板和物塊組成一個斜面(代表坡道),如圖 (b)所示,并用刻度尺測取斜面長度L和斜面高度H

(3)用彈簧測力計拉著小車沿長木板勻速向上運動,記下測力計的示數(shù)F

(4)改變物塊的水平位置(即改變斜面的長度L),重復(fù)步驟(2)(3)的操作,并將測得數(shù)據(jù)全部記錄在表中。

表一

實驗序號

斜面高度H(厘米)

斜面長度L(厘米)

拉力F()

1

30

50

4.9

2

30

80

3.2

3

30

100

2.7

將表中每一次測得拉力F與小車的重力G進(jìn)行大小比較發(fā)現(xiàn):用平行于斜面的拉力勻速拖動小車時,拉力F_____小車的重力G (選填大于、等于小于”),由此得出結(jié)論:使用斜面可以_____。

分析比較表中實驗序號123中的實驗數(shù)據(jù),可得出的初步結(jié)論是:對于同一個斜面,當(dāng)斜面高度相同時,_____

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【題目】如圖是一種可測定油箱內(nèi)油面高度的裝置,R′是定值電阻,R是滑動變阻器,它的金屬片是杠桿的一端,油量表由電流表改裝而成,通過兩只電表的示數(shù)變化可以反映油面的高度變化。關(guān)于此裝置的工作原理,下列說法中正確的是(

A.當(dāng)油面高度升高時,油量表示數(shù)減小

B.當(dāng)油面高度升高時,電壓表示數(shù)增大

C.當(dāng)油面高度降低時,油量表示數(shù)增大

D.當(dāng)油面高度降低時,電壓表示數(shù)不變

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【題目】把電阻R1和R2串聯(lián)后接到電壓為12伏的電路上時,通過R1的電流為0.3安,R2上兩端的電壓為4.5伏。若將R1和R2并聯(lián)后接到同一電路上,求:

(1)并聯(lián)后電路的總電阻為多少?

(2)通過R1、R2的電流強(qiáng)度各是多少?

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【題目】如圖甲是探究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗示意圖(mAmC

1)實驗中物體的動能大小是通過觀察_____(填sh)的大小來反映的。

2)若將A、C球先后從同一高度由靜止開始滾下,_____球能將木塊B撞得更遠(yuǎn)。兩種情況下木塊B在推動中受到的摩擦力的大小關(guān)系,fA_____fC(選填“>”、“=”或“<”)。兩種情況下木塊B克服摩擦力所做的功的大小關(guān)系,WA_____WC(選填“>”、“=”或“<“)。

3)如圖乙所示為某路段的交通標(biāo)志牌。綜上所述可以知道,為了減小機(jī)動車行駛時動能,降低危險性,交通管理部門會對不同車型所設(shè)定的是最大的_____(選填“速度、“距離”、“質(zhì)量”)。

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【題目】如圖所示,某品牌超聲波清潔器在清洗眼鏡,使用時先向水槽加水使眼鏡完全浸沒水中,通電清潔器開始工作。此清潔器工作時人站在旁邊能聽到嗞嗞的聲音。下列說法正確的是

A. 超聲波的音調(diào)比人能聽到的聲音音調(diào)低

B. 超聲波傳播不需要介質(zhì)

C. 人聽到的嗞嗞聲是超聲波

D. 超聲波能用來清洗物體說明超聲波能傳遞能量

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【題目】如圖所示,當(dāng)開關(guān)S閉合,甲、乙兩表是電壓表時,示數(shù)之比UU=32,當(dāng)開關(guān)S斷開,甲、乙兩表都是電流表時,則兩表的示數(shù)之比II ( )

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【題目】小明在研究串聯(lián)電路的電流特點時,發(fā)現(xiàn)燈L1比燈L2亮,便作出通過L1的電流大于通過L2的電流的假設(shè),由此推理,在圖中A、BC三點的電流IA、IBIC大小關(guān)系為__.基于以上假設(shè),若在A點串聯(lián)一個電流表,閉合電鍵后,電流表示數(shù)__(選填不能)看作通過L1后的電流.若通過實驗測量后,比較IA、IB、IC發(fā)現(xiàn)__,則說明小明的假設(shè)是錯誤的.

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(3)圖中溫度計的示數(shù)為______℃。

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