21.(09廣州)甲、乙兩人分別用不同的方法把重100N的物體A從地面勻速提到三樓
(1)甲用圖17所示的方法,直接用繩把物體提到三樓,判斷該過程繩對物體A的拉力F是否做功時,有兩種分析如下表,若分析正確,在表中同一行的空格畫“√”
分析一 |
|
物體在力F的方向上移動了距離,所以拉力F對物體做了功 |
|
分析二 |
物體勻速上升,其動能不變,重力勢能增加 |
能量的轉(zhuǎn)化可以通過做功的過程來實現(xiàn).因為物體的機械能增加了,所以拉力F對物體做了功 |
|
(2)甲用20s把物體由M提到N,他對物體做功的功率多大?
(3)乙用圖18所示的方法,通過滑輪把物體捉到二樓,滑輪重10N,人對繩的拉力60N。有人計算乙做的總功過程如下
W=F乙S ①
②
S=6m ③
聯(lián)立①②③求出W,
請改正②、③中錯誤之處
答案:
(1)分析一 (√ );分析二 (√ )
(2)對物體所做的功為 W= Gh = 100N×6m = 600 J
功率為 P= W/t = 600 J /20 s = 30W
(3) F 乙 = 60N S = nh =2 × 6m =12m
.如圖19所示,是2008北京殘奧會開幕式最后一棒火炬手侯斌,靠自己雙手的力量,攀爬到火炬臺底部并最終點燃圣火的照片,該點火儀式充分體現(xiàn)了殘疾人自強自立、拼搏向上的勇氣和精神.已知他和輪椅總質(zhì)量為80kg,攀爬高度39m,歷時約3min20s.
(1)如果不計機械裝置的額外功,求他的平均功率多大?
(2)小明同學(xué)看到火炬手攀爬很費勁,想到物理課上學(xué)過利用滑輪組可以省力.小明同學(xué)如果站在地面上,用如圖20所示的哪個滑輪組拉起火炬手侯斌最合適,理由是什么?如果該滑輪組機械效率為80%,求小明同學(xué)的
拉力至少要多大?(g取10N/kg)
答案:解:(1)P=W/t=Gh/t=mgh/t=80kg×10N/kg×39m/200s=156W
(2)D滑輪組. 拉力方向向下且更省力
∵η=W有用/W總=Gh/Fs=Gh/4Fh=G/4F
∴F=G/4η=(80kg×10N/kg)/(4×0.8)=250N
(09河南)5月12日,四川汶川發(fā)生8級大地震,震后立即開展了緊急救援。在救援過程中,?吹骄仍ぷ髡呤褂玫倪@種起重機械,利用這種機械吊起坍塌的混凝土結(jié)構(gòu)的吊板。如所示是這種起重機吊臂上的滑輪組,它在50s內(nèi)將重為2.4×104N的吊板勻速提高10m。已知拉力F為104N。則這個過程中:
(1)拉力F做了多少功?拉力F的功率多大?
(2)滑輪組的機械效率多大?
答案:(1)3×105J 6×103W (2)80℅
(09蘭州).如圖所示,重物A是體積為10dm3,密度為7.9 ×103 kg/m3的實心金屬塊,將它完全浸沒在水中,始終未提出水面。若不計摩擦和動滑輪重,要保持平衡,求:
(1)作用于繩端的拉力F是多少?
(2)若緩慢將重物A提升2m,拉力做的功是多少?
(3)若實際所用拉力為400N,此時該滑輪的效率是多少?
(g=10N/kg)
答案:
19.(09福州市)用滑輪組將一個重為5N的物體勻速提升10cm,由圖9可知,繩端受到的拉力F為 N,繩端移動的距離s為 cm,滑輪組的機械效率η為 。
答案:2 30 83.33%(或83.3%)
(09杭州)35.杭州市政府投巨資于民生工程,對背街小巷實施景觀改造。施工中,一建筑工人用滑輪組提升重為220N的泥桶,動滑輪重為20N,不計摩擦及繩重(如右圖所示)。若工人在5s內(nèi)將泥桶勻速提高2m.求:
(1)工人使用滑輪組時做的有用功為 焦。
(2)工人拉繩子的力為 牛;拉力的功率為 瓦。
(3)滑輪組的機械效率為
答案:(1)440 (2) 80 96 (3) 91.7%
10.(09廣州)甲升降機比乙升降機的機械效率高,它們分別把相同質(zhì)量的物體勻速提升相同的高度。兩者相比,甲升降機
A.電動機做的總功較少
B.電動機做的總功較多
C.提升重物做的有用功較少
D.提升重物做的有用功較多
答案:A
(09成都).如圖5所示,工人利用動滑輪在10 s內(nèi)將重為100 N的重物(包括桶)沿豎直方向勻速向上提升了Sm。若該動滑輪重10 N,忽略繩與滑輪之間的摩擦,不計空氣阻力,則下列說法正確的是
A.提升過程中,繩的拉力F做了500 J的功
B.提升過程中,繩的拉力F做了550 J的功
C.提升過程中,繩的拉力F做功的功率是50 W
D.該滑輪裝置的機械效率是100%
答案:B
8.(09煙臺)用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖5所示的甲、乙兩個滑輪組,不計繩子與滑輪的摩擦
A.甲較省力且機械效率較高
B.乙較省力且機械效率較高
C.兩個滑輪組省力程度不同,機械效率相同
D.兩個滑輪組省力程度相同,機械效率不同
答案:C
29.(09江蘇)用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率.實驗時,豎直向上勻速拉動彈簧測力計,使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升.
(1)實驗中,將杠桿拉至圖中虛線位置,測力計的示數(shù)F為 N,鉤碼總重G為1.0N,鉤碼上升高度h為0.1m,測力計移動距離s為0.3m,則杠桿的機械效率為 %.請寫出使用該杠桿做額外功的一個原因: .
(2)為了進一步研究杠桿的機械效率與哪些因素有關(guān),一位同學(xué)用該實驗裝置,先后將鉤碼掛在A、B兩點,測量并計算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù):
次數(shù) |
鉤碼 懸掛點 |
鉤碼總重 G/N |
鉤碼移動距離 h/m |
拉力 F/N |
測力計移動距離 s/m |
機械效率 η/% |
1 |
A點 |
1.5 |
0.10 |
0.7 |
0.30 |
71.4 |
2 |
B點 |
2.0 |
0.15 |
1.2 |
0.30 |
83.3 |
根據(jù)表中數(shù)據(jù),能否得出“杠桿的機械效率與所掛鉤碼的重有關(guān),鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論?答: ;
請簡要說明兩條理由:① ;② .
答案:
(1)0.5 66.7 由于使用杠桿時需要克服杠桿自重(克服摩擦力)等做功
(2)不能 兩次實驗時鉤碼沒有掛在同一位置 僅根據(jù)一次對比實驗所得結(jié)論是不可靠的
(09河南)是小松同學(xué)測定滑輪組機械效率的實驗裝置,
小松同學(xué)實驗中測量的有關(guān)數(shù)據(jù)如右表所示:
次數(shù) |
鉤碼重G/N |
鉤碼上升的高度h/m |
拉力F/N |
細線自由端移動的距離s/m |
機械效率η/% |
1 |
2.0 |
0.03 |
1.6 |
0.06 |
|
2 |
3.0 |
0.05 |
|
0.1 |
75 |
⑴請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖12中畫出實驗時滑輪組的繞線情況,并填好表中的空格。
⑵若提升的鉤碼重增加到6N,則該滑輪組的機械效率將 (填“變大”、“變小”或“不變”)。
⑶小松在實驗過程中,應(yīng)當(dāng) 向下拉動彈簧測力計,才能通過彈簧測力計準(zhǔn)確讀出拉力的大小。
答案:(1)繞線圖略 62.5 2.0 (2)變大 (3)勻速
17.(09重慶)在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中,某同學(xué)用如圖13所示的同一滑輪組分別做了三次實驗,實驗數(shù)據(jù)記錄如下:
(1)在表中的空格處填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù);(機械效率用百分數(shù)表示,保留一位小數(shù))
(2)在實驗操作中應(yīng)豎直向上 拉動彈簧測力計;
(3)從實驗數(shù)據(jù)分析得出:使用同一滑輪組, 可以提高滑輪組的機械效率;
(4)滑輪組的機械效率可能還與其它因素有關(guān),請你作出恰當(dāng)?shù)牟孪耄?/p>
滑輪組的機械效率與 有關(guān)(寫出一種影響因素即可)。
答案:(1)表中填 88.9% 1.2 30 (每空1分)
(2)勻速 (1分)
(3)增加物重 (每空1分)
(4)動滑輪重、繩與滑輪的摩擦等(其他合理答案參照給分)(1分)
36.(09金華)改革開放以來,我國城鄉(xiāng)面貌發(fā)生了日新月異的變化,民眾的住房條件得到了很大的改善。建造某幢公寓樓,所用建筑材料的總重為6×108牛。此公寓樓樓頂?shù)降孛娴母叨葹?0米。求:
(1)若此公寓樓房基與地面的接觸面積為1×103米2,該樓對地基產(chǎn)生的壓強為多少帕?
(2)若每天要把l.2×106牛的水從地面送到樓頂,至少應(yīng)對這些水做多少功,若送1.2×106牛的水從地面到樓頂所用的時間為8000秒,送水的功率至少為多少瓦?
(09四川綿陽)20.在某建筑工地上,工人用如圖所示的滑輪組將重為1200 N的建筑材料從地面運到高20 m的樓上,手豎直向上的拉力是500 N,在這個過程中,工人做了 J的額外功,滑輪組的機械效率是____。
答案:600 80%
(09四川自貢).滑輪組即能省力又能改變力的方向,建筑工人用自制的滑輪組把600N的重物緩慢提升2m,如右圖所示,繩自由端的拉力F=250N。拉力做的功是 J,該滑輪組的機械效率等于 ,若不計一切摩擦和繩重,該滑輪組的動滑輪重 N
答案:1500 80% 150
(09貴州安順).如圖所示,已知斜面長5m,高2m,拉力為50N。利用這個裝置將重為100N 的物體在5s內(nèi)勻速從斜面的底端拉到頂端。則拉力做功的功率為________ W,該裝置的機械效率為_________。
答案:100、40%
(09貴陽).如圖所示,拉力F=80N,物體重G=120N,若繩子自由端勻速拉動的距離s=4m,物體被提高的距離h=2m,求:
(1)拉力所做的有用功;
(2)拉力所做的總功W總;
(3)該滑輪組的機械效率η。
答案:解:⑴W有=Gh=120N×2m=240J
⑵W總=FS=80N×4m=320J
⑶×100%=×100%=75%
(09河北).小明做“測滑輪組機械效率”實驗時,用圖18中所示的滑輪,組裝成滑輪組,請在圖中畫出使用該滑輪組時最省力的繞法。用此滑輪組將重為3.6N
的物體勻速提起時,拉力的功率為0.36W,滑輪組的機械效率為75%。(忽
略摩擦及繩重)
求:(1)繩子自由端移動的速度和動滑輪的總重。
(2)若用此滑輪組提起小于3.6N的重物時,其機械效率將如何改變?說明理由。
答案:解:繞法如右圖,繩子段數(shù)n=4。
(1)因為
所以拉力為
由于
所以繩子自由端移動速度為
由于忽略摩擦及繩重,則
所以動滑輪重
(2)減小
由于忽略摩擦及繩重所以當(dāng)提升的物體重力減小時,滑輪組機械效率減小。
(或者當(dāng)提升物體的重力減小時,有用功減小,額外功不變,故其機械效率減小。)
[點評]本題有一定的難度,在于題目中的設(shè)問為逆向思維。而題目中給定已知量不多,也導(dǎo)致難度的增大。
24.(09福州市)上海自主研發(fā)了一種氫燃料汽車,它使用氫氣代替汽油。在一次測試中,汽車在水平路面受到2400N的水平牽引力,5min內(nèi)勻速直線行駛了9000m。
(1)汽車受到水平方向的阻力是多少?
(2)汽車牽引力所做的功和功率是多少?
答案:解:(1)∵汽車做勻速直線運動,它受到的是平衡力
∴f = F = 2400N
(1)W = Fs = 2400N×9000m = 2.16×107J
P = = = 7.2×104W
答:略
25.(09四川綿陽)在災(zāi)后重建中,村民住房重建所用磚的承壓是必須考慮的一個重要指標(biāo)。用磚砌墻修房時,考慮各種因素砌墻的最大實際高度只能是最大理論高度的30%。紅星村村民在住房重建中,使用的是一種本村生產(chǎn)的長方體實心磚,這種磚長為0. 24 m,寬為0.12 m,高為0.05 m,重為36 N,所能承受的最大壓強是5 ×105 Pa。(g取10 N/kg)求:
(1)用這種磚來修房砌墻,墻實際最高可以多高?
(2)如果將100匹這種磚從地面搬到5m高的平臺上,最少要做多少功?
答案:
(09臺州). 小柯積極參加體育鍛煉。
(1)圖甲所示為小柯初學(xué)俯臥撐時的姿勢,圖乙所示為他經(jīng)練習(xí)后的俯臥撐姿勢。圖乙中小柯雙手所受的支持力 (填“>”、“=”或“<”)圖甲的情況。
(2)圖乙中,他的身體可作為一個杠桿,O點是支點。他的質(zhì)量為50千克,所受重力可視為集中在A點。
將身體撐起時,地面對雙手的支持力至少多大?
若撐起時肩部上升0.4米,他至少克服重力做多少功?
(取g=10牛/千克)
答案:
(1)>
(2)體重G=mg=50千克×10牛/千克=500牛
根據(jù)杠桿平衡條件F1l1=F2l2得:
地面對雙手的支持力F1=F2l2/l1=Gl2/l1
=(500!0.8米)/(0.4米+0.8米)
=333.3牛(或333.33牛、333牛、1000/3牛)
克服重力做功W=Fs=333.3牛×0.4米=133.3焦(或133.2焦、133焦、400/3焦)
(09嘉興)36.滬杭高速鐵路日前正式開工建設(shè),嘉興一村民的別墅正好位于規(guī)劃線路上,為了節(jié)約拆遷成本,他采用了整體平移的新技術(shù),為“高鐵”建設(shè)讓路,見右圖。
(1)平移過程中,用推力為4×106牛的機械推動別墅緩慢平移了50米,機械對別墅做了多少功?
(2)這幢別墅質(zhì)量達2×106千克,而地面能承受的最大壓強不能超過5×105帕,為防止房屋下陷,支承面至少要多大面積?(g=10牛/千克)
答案:(1)W=FS=4×106牛× 50米=2×108焦 (公式、過程、結(jié)果各一分) ……(3分)
(2)F=G=mg=2×106千克×10牛/千克=2×107牛 ……………………(1分)
P= S==2×107牛/(5×105帕)=40米2 (公式、結(jié)果各一分) ……(2分)
答:機械對別墅做功2×108焦,支承面至少要40米2面積。
(09湖南婁底).某電動觀光車的技術(shù)參數(shù)如下表:
空車質(zhì)量 |
1180kg |
車身長度 |
3.8m |
滿載人員 |
12人 |
電動機額定電壓 |
48V |
滿載時輪胎與地接觸面積 |
4×250cm2 |
最大車速 |
45km/h |
電動機效率 |
80% |
平路連續(xù)行駛里程 |
≤80km |
根據(jù)以上技術(shù)參數(shù),解答下列問題:(g取10N/kg)
(1)設(shè)乘員質(zhì)量平均為60 kg,求滿載時車對水平路面的壓強?
(2)求觀光車在水平路面上以最大速度勻速行駛5×103 m所用的時間?
(3)若觀光車在水平路面勻速行駛時受到的阻力為2×103 N,求觀光車勻速行駛
5×103m過程中,牽引力所做的功?
答案:(1)滿載時車對地的壓力:F=G=mg=(m1+m2)g=(1180kg+12×60kg)×10N/kg
=1.9×104N (1分)
車對地的壓強:P=F/s==1.9×105Pa (2分)
(2)最大車速:v=45km/h=12.5m/s (1分)
所用時間:t===400s (2分)
(3)牽引力所做的功:W=F牽·S=F阻·S=2×103N×5×103m=1×107J (2分)
(09山東臨沂).如圖所示,粗略測量小明同學(xué)引體向上運動的功率時,下列物理量不需要測量的是( )
A.小明的質(zhì)量 B.單杠的高度
C.每次身體上升的高度 D.做引體向上的時間
答案:B
(09江蘇).小強推著小車,30s內(nèi)在水平地面上勻速前進了15m,則小車的速度為 m/s.如果水平推力為10N,在此過程中小強對小車做的功為 J,功率為 W.
答案:0.5 150 5
(09湖州)38 .古代護城河上有座吊橋,它的結(jié)構(gòu)原理如.圖所示。把橋面看成是長為10 米,所受重力為3000牛的均勻桿OA ,可以繞轉(zhuǎn)軸O 點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,在O 點正上方10 米處固定一個定滑輪,繩子通過定滑輪與桿的另一端A 相連,用力拉動繩子就可以將桿從水平位置緩慢向上拉起。桿即將離開水平位置時,繩子的拉力為F1 。當(dāng)士兵們把吊橋拉起到與水平面的夾角為300 時,繩子的拉力為F2,所用的時間是0.5 分鐘(忽略繩子重力、滑輪半徑和摩擦),則: ( l ) F1:F2= 。
(2)士兵們對吊橋所做功的平均功率是 瓦。
答案:(1) (2)250
(09麗水). 青少年在安靜思考問題時,心臟推動血液流動的功率約為1.5W,則你在考試的2小時內(nèi),心臟做功約為 J,用這些功可以讓一個質(zhì)量為50kg的物體勻速升高 m。(g取10N/kg)
答案:10800 21.6
(09威海).甲乙兩同學(xué)進行爬桿比賽,爬到桿頂(桿長相同)時,甲用10s,乙用9S,若甲乙兩人的體重之比為5:6,則甲乙兩人爬到桿頂做功之比是 ,甲乙兩人平均功率之比是 。
答案:5:6 3:4
17.(09煙臺)如圖10所示,甲、乙兩人將一木箱從一樓抬上三樓,甲對木箱做的功________乙對木箱做的功(填“大于”、“等于”或“小于”).
答案:大于
(09山東臨沂).如圖所示,用動滑輪將重為900N的物體勻速提升2m,不計摩擦和滑輪重,所施加的拉力F=_______N,這一過程中拉力F做功______J。
答案:300 1800
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