20.用如圖甲所示的裝置來(lái)探究滑輪組的機(jī)械效率η與物重G的關(guān)系,改變G,豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),計(jì)算并繪出η與G關(guān)系如圖乙所示,若不計(jì)繩重和摩擦,則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.同一滑輪組機(jī)械效率η隨G的增大而增大,最終將達(dá)到100%
B.當(dāng)G=12N 時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為5N
C.此滑輪組動(dòng)滑輪的重力為4N
D.G不變,改變圖甲中的繞繩方式,滑輪組機(jī)械效率將改變

分析 (1)使用機(jī)械時(shí),人們?yōu)橥瓿赡骋蝗蝿?wù)所必須做的功叫有用功;對(duì)完成任務(wù)沒(méi)有用,但又不得不做的功叫額外功;有用功與額外功之和叫總功.有用功與總功的比值叫機(jī)械效率;
(2)不計(jì)繩重和摩擦,結(jié)合圖中信息,根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動(dòng)}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$求得動(dòng)滑輪的重力,再計(jì)算G物=12N時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù);
(3)G不變,改變圖甲中的繞繩方式,分別將同一物體勻速提高到相同高度,做的有用功相同;克服動(dòng)滑輪做的額外功相同,由此分析機(jī)械效率的變化情況.

解答 解:
A、使用滑輪組時(shí),克服物重的同時(shí),不可避免地要克服動(dòng)滑輪重做額外功,所以總功一定大于有用功;由公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$知:機(jī)械效率一定小于1,即同一滑輪組機(jī)械效率η隨G的增大而增大,但最終不能超過(guò)100%,故A錯(cuò)誤;
BC、由圖可知,G=12N,此時(shí)η=80%,
不計(jì)繩重和摩擦,η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{動(dòng)}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$,
即:$\frac{12N}{12N+{G}_{動(dòng)}}$=80%,
所以動(dòng)滑輪的重力:G動(dòng)=3N,故C錯(cuò)誤;
G=12N時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù):F=$\frac{1}{3}$×(G+G動(dòng))=$\frac{1}{3}$×(12N+3N)=5N,故B正確;
D、G不變,改變圖甲中的繞繩方式,將同一物體勻速提高相同的高度,所以所做的有用功相同,
忽略繩重及摩擦?xí)r,額外功:W=Gh,即額外功W相同,總功相同,
所以,兩裝置的機(jī)械效率相同.故D錯(cuò)誤.
故選B.

點(diǎn)評(píng) 本題考查有用功以及機(jī)械效率的大小比較和機(jī)械效率的計(jì)算.若有用功相同,額外功越多,機(jī)械效率越低,否則越高;若額外功相同,有用功越多,機(jī)械效率越高,否則越低.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題

10.小華在做紙錐下落的實(shí)驗(yàn)時(shí),如果下落的高度比較小與下落高度比較大的情況不相同.為了探究紙錐下落的運(yùn)動(dòng)情況,他找來(lái)一很長(zhǎng)的粗細(xì)均勻光滑的金屬桿,把紙錐套在金屬桿上,觀察紙錐從較高處沿金屬桿下落的情況,他觀察到結(jié)果是,紙錐先做加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng)(加速/減速/勻速).

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

11.如圖所示,柱形容器A和均勻柱體B置于水平地面上,A中盛有質(zhì)量為5千克的水,B受到的重力為200牛,B的底面積為5×10-22
(1)求A中水的體積V;
(2)求B對(duì)水平地面的壓強(qiáng)pB;
(3)現(xiàn)沿水平方向在圓柱體B上截去一定的厚度,B剩余部分的高度與容器A中水的深度之比h${\;}_{B}^{′}$:h水為2:5,且B剩余部分對(duì)水平地面的壓強(qiáng)大于水對(duì)容器A底部的壓強(qiáng),求B的密度ρB的范圍.

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8.某導(dǎo)體兩端的電壓為6伏,通過(guò)它的電流為0.3安,10秒內(nèi)通過(guò)該導(dǎo)體橫截面的電荷量為3庫(kù),其電阻為20歐.若導(dǎo)體兩端電壓為12伏,通過(guò)該導(dǎo)體的電流是0.6安.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

15.實(shí)驗(yàn)室中,彈簧測(cè)力計(jì)是測(cè)量力的工具;測(cè)量物體的質(zhì)量時(shí),應(yīng)將砝碼放在天平的右盤內(nèi).為使圖(a)的杠桿處于水平平衡,應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié),圖(b)的實(shí)驗(yàn)儀器在連接時(shí),能(選填“能”或“不能”)直接連在電源兩端.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

5.如圖所示的電路中,電源電壓不變,電阻R1的阻值為20Ω,R2的阻值為10Ω.當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1和S3,閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí),電流表的示數(shù)為0.2A.

求:(1)當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1和S2,閉合開(kāi)關(guān)S3時(shí),電流表的示數(shù). 
(2)當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,閉合開(kāi)關(guān) S1、S3時(shí),電流表的示數(shù).

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:多選題

12.圖中所示的四種現(xiàn)象中,屬于光的折射現(xiàn)象的是(  )
A.放大鏡把文字放大B.橋在水中形成“倒影”
C.筷子好像在水面處“折斷”D.鴿子在沙灘上形成影子

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

6.甲、乙兩位同學(xué)在探究串聯(lián)和并聯(lián)電路中電流的規(guī)律時(shí),看到實(shí)驗(yàn)桌上的器材有:學(xué)生電源一個(gè),開(kāi)關(guān)一個(gè),小燈泡一個(gè),彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè),導(dǎo)線若干,他們交流后決定:
(1)由甲同學(xué)向老師報(bào)告,要求增加的新元件是電流表,同時(shí)撤掉彈簧測(cè)力計(jì)換取一個(gè)不同規(guī)格的燈泡.
(2)甲同學(xué)率先探究串聯(lián)電路中的電流規(guī)律,剛接好最后一根導(dǎo)線,小燈泡就亮了,乙同學(xué)立即切斷電源,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)在連接電路時(shí)沒(méi)有將開(kāi)關(guān)斷開(kāi).
(3)甲同學(xué)注意了上述問(wèn)題,將電流表接在串聯(lián)電路中,閉合開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)表的指針向左偏轉(zhuǎn),乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題的原因是電流表正負(fù)接線柱接反了;調(diào)整后再次閉合開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)只有一個(gè)小燈泡發(fā)光,電流表有讀數(shù),原因可能是另一個(gè)燈泡短路了.
(4)在乙同學(xué)的協(xié)助下,甲同學(xué)終于完成了探究串聯(lián)電路電流規(guī)律的正確連接,甲同學(xué)讀取電流表的示數(shù)后,感覺(jué)比其它實(shí)驗(yàn)小組的讀數(shù)大一些,于是他斷開(kāi)開(kāi)關(guān)又仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)電流表還有0.04A的讀數(shù),這時(shí)才意識(shí)到使用電流表之前還必須調(diào)零.
(5)乙同學(xué)接著探究并聯(lián)電路中電流的規(guī)律,正確選擇量程后,剛閉合開(kāi)關(guān)電流表的指針就迅速達(dá)到最右端,并且兩燈泡都不亮,甲同學(xué)立即切斷電源,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題是電流表直接接在電源兩端了(電流表將兩個(gè)燈泡短路);.
(6)故障排除后,乙同學(xué)很快完成了實(shí)驗(yàn),并總結(jié)出并聯(lián)電路中干路電流I0與支路電流I1及I2的關(guān)系是I0=I1+I2..
(7)甲同學(xué)按乙的方法重復(fù)了一遍,由于時(shí)間緊張,只測(cè)了干路電流和通過(guò)燈泡L1的電流,沒(méi)有認(rèn)真讀數(shù)就整理了器材,只記得兩次電流表指針偏轉(zhuǎn)的位置一樣,都是從0開(kāi)始向右偏轉(zhuǎn)12個(gè)小格,乙同學(xué)靈機(jī)一動(dòng),幫助甲同學(xué)算出了通過(guò)燈泡L2的電流是0.96A.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

7.如圖所示,為方便殘疾人上下臺(tái)階,一些公共場(chǎng)所設(shè)計(jì)了專用通道(斜面),若小林在5s內(nèi)將總重為700N的人和輪椅沿8m長(zhǎng)的斜面推上1.2m高的平臺(tái),小林沿斜面推時(shí)所用的推力為150N,試求:
(1)推力做的總功及功率;
(2)此過(guò)程中斜面的機(jī)械效率.

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