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为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处,小明同学设计了图(甲)所示...

为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处,小明同学设计了图(甲)所示的滑轮组装置.当小明用图(乙)所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,重物的速度v和高度随时间t变化的关系图象如图(丙)(丁)所示.绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向.求:

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(1)在2~3s内,拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η.

(2)在1~2s内,拉力F做的功W.

(3)若绳子能承受的最大拉力是1500N,小李体重500N,他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升,最大能提升多重的物体?

 

(1)在2~3s内,拉力F的功率P为300W,滑轮组的机械效率为83.3%; (2)在1~2s内,拉力F所做的功W为187.5J; (3)最大能提升1480N的物体. 【解析】 试题分析:(1)根据丙图发现在2~3s内是匀速提升物体的,找出甲图上对应的拉力,根据P=Fv就可以计算出拉力F的功率;根据η===求出机械效率. (2)从甲图中找出1~2s内对应的拉力F,从丁图找出对应的物体上升的高度h,根据滑轮组绳子读数n,求出拉力的距离s,根据W=Fs就可以计算出拉力做的功; (3)当绳子的拉力超过小李的体重时,他就会被拉起,所以要想站在地面向下拉绳子,绳子的最大拉力为600N,再根据动滑轮上的绳子段数求出物体的最大重力. 【解析】 (1)由图象可知,在2~3s内,重物做匀速运动,v1=2.50 m/s,拉力F1=40N,因为连接动滑轮的绳子有三根,所以拉力F的作用点下降的距离是重物上升高度h1的3倍. 拉力F的功率P=F1v2=40N×7.5m/s=300W; 则根据η=×100%=×100%=×100%=×100%≈83.3%. (2)在1~2s内,拉力F2=50N,重物上升高度h=1.25m,拉力通过的距离s=3h=3×1.25m=3.75m, 拉力F所做的功W=F2s=50N×3.75m=187.5J; (3)绳子能承受的最大拉力是1500N,所以物体的最大重力为G大=3F大﹣G动=3×500N﹣20N=1480N. 答:(1)在2~3s内,拉力F的功率P为300W,滑轮组的机械效率为83.3%; (2)在1~2s内,拉力F所做的功W为187.5J; (3)最大能提升1480N的物体. 【点评】本题是一道力学综合题,涉及到滑轮组、压强功的计算,能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键.  
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考点分析:
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小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器,加满水后,经过4h阳光的照射,水温由原来的20℃升高到了40℃.则在这4h内水吸收      热量,若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃      千克焦炭?[水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]与其它形式的能量相比,太阳能具有优点      .(写出两点即可)

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某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示.

物理量

1

2

3

钩码重G/N

4

4

6

钩码上升高度h/m

0.1

0.1

0.1

绳端拉力F/N

1.8

1.6

2.4

绳端移动距离s/m

0.3

0.4

 

机械效率η

74.1%

62.5%

 

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(1)实验中应沿竖直方向      拉动弹簧测力计,使钩码上升.

(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用      (选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验.

(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率      (选填“越高”、“不变”或“越低”).

(4)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次试验,表中第3次试验中空缺的数据应为:绳端移动距离s=      m,机械效率η=     

(5)比较第1次实验和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组,     

 

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在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中:满分5 manfen5.com

(1)小丽和小明用一套器材做加热水和煤油的实验,如图甲所示.在组装器材时应先调节      (A/B)的高度,调节它的高度是为了     

(2)组装好器材,他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油,分别加热相同的时间,比较水和煤油      ,得出结论.要完成该实验,除图甲所示器材外,还需要的一个测量工具是     

(3)在对实验进行反思时,他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点,因此改进方案并设计了图乙所示的装置.与原方案相比,该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是      .(答出一个即可)

 

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在探究杠杆平衡条件的实验中:

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(1)如图a所示,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆左端的平衡螺母向      调节.

(2)如图b所示,调节平衡后,左侧挂上钩码,在右侧用弹簧测力计(图中未画出)拉杠杆,使其在水平位置平衡,为便于测量力臂,应使弹簧测力计拉力的方向     

(3)操作过程中,当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡,你认为接下来合理的操作是      .(写出一条即可)

(4)甲同学测出一组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,乙同学认为他的做法不合理,理由是     

 

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(1)一个绕O点转动的杠杆,已知阻力F2的方向,以及动力F1的力臂,在图1中补全F2的力臂以及动力F1

(2)画出使杠杆AB在如图2所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向;

(3)在图3中用线代表绳子,将两个滑轮连成省力的滑轮组,要求人用力往下拉绳使重物升起.

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