如图甲所示是某校暑假修理楼顶防水使用的一台汽车起重机示意图,起重钩的升降使用的是滑轮组,如图乙所示,滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。某次作业中,起重机将2t的货物由地面起吊到5m的高度,所用时间为20s,钢丝绳的拉力F为8000N,求:
(1)拉力做功的功率;
(2)起重机起吊货物的机械效率。
在物理学中,物体由于被举高而具有的能叫重力势能,其表达式为Ep= mgh;物体由于运动而具有的能叫动能,它的表达式为Ek=mv2,其中m为质量,h为物体距水平地面的高度,v为物体的运动速度,g为常量,取10 N/kg。如图所示是运动员投掷铅球的场景,运动员在距地面高h=1.5 m处,将质量为4 kg的铅球以6 m/s的速度沿斜上方抛出,空气阻力忽略不计。求:
(1)铅球刚被抛出时的动能Ek1和重力势能Ep1;
(2)铅球落地前瞬间的动能Ek2。
为了交通安全,交通部门常在高山周围修建盘山公路。我们可以把盘山公路简化为物理模型斜面(如图所示)。某盘山山路长为s=5 000 m,高为h=2 500 m。一辆重为G=2×104N的汽车在发动机产生的牵引力F=1.25×104N的作用下从山脚沿山路匀速上行至山路顶端,行驶过程中所受地面摩擦力为f,且克服摩擦力f所做的功是额外功(忽略空气阻力)。求:
(1)请你推导f=F−;
(2)汽车受到的摩擦力。
某物理实验小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如下表所示,实验装置如图所示。
| 钩码重量G(N) | 钩码上升高度h(m) | 绳端拉力F(N) | 绳端移动距离s(m) | 机械效率η |
1 | 4 | 0.1 | 1.8 | 0.3 |
|
2 | 8 | 0.1 | 3.1 | 0.3 | 86% |
3 | 8 | 0.1 | 2.5 | 0.4 | 80% |
(1)实验中应沿竖直方向_____缓慢拉动弹簧测力计;
(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法_____(选填“正确”或“不正确”);
(3)根据表中第1次实验数据,得出第一次实验的机械效率是_____;
(4)通过比较_____两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高;(填实验次数的序号)
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率_____。
小瑞同学在探究“杠杆平衡条件”的实验中,使用的器材有:杠杆、弹簧测力计、支架、刻度尺、细绳、重力相同的钩码若干。
(1)她将杠杆的中点置于支架上,其目的是_____;
(2)实验开始前发现杠杆左端下沉,此时她调节平衡螺母,直到杠杆在水平方向上平衡,这样做的好处是_____;
(3)小瑞在实验过程中得到如下的数据:
动力F1/N | 阻力F2/N | 动力臂l1/m | 阻力臂l2/m |
2 | 1 | 0.2 | 0.4 |
根据数据得出杠杆平衡条件:F1l1= F2l2,你认为合理吗?并说明理由:_____;
(4)如图所示,当弹簧测力计从竖直方向向左旋转时,为保持杠杆仍水平,弹簧测力计的示数将_____(选填“变大”或“变小”)。
用如图甲所示的滑轮组运送货物上10m高的楼,每件货物重100N,图乙记录了滑轮组的机械效率随所运货物重力增加而变化的图像,某次运送了4件货物,则在这次运送货物的过程中,下列说法正确的是(不考虑绳重和摩擦)( )
A.动滑轮重50 N
B.绳子的拉力是200 N
C.拉力做的功是4000J
D.滑轮组的机械效率是80%