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以前,我国北方经常用辘轳将水从井里提上来,如下图所示。辘轳的本质是可以连续转动的...

以前,我国北方经常用辘轳将水从井里提上来,如下图所示。辘轳的本质是可以连续转动的杠杆。已知吊桶的质量是2kg,容积是8×10-3m3;井中水面到地面的高度为5 m,水的密度是1.0×103kg / m3。不计摩擦及绳和摇柄质量。取g10N/ kg

(1)当人通过辘轳用20s的时间,将装满水的吊桶从水面匀速提升到地面时,人所做的有用功是多少?人所做有用功的功率是多大?该机械的机械效率是多少?

(2)当人通过辘轳将装半桶水(体积为4×10-3m3)的吊桶匀速提升到地面时,该机械的机械效率是多少?

(3)根据上面的计算结果,提出改进吊桶的办法,以提高该机械的机械效率。

(4)请列举使用该机械比人直接提升吊桶的好处。(答出两条即可)

 

(1)400 J,20W,80%(2)66.7%;(3)减小吊桶的质量,增大吊桶的容积;(4)省力;改变施力方向,方便用力 【解析】 (1)满桶水的质量 人所做的有用功 人所做有用功的功率 提升吊桶所做总功 机械效率 (2)半桶水的质量 所做有用功 所做总功 机械效率 (3)根据提高机械效率的方法可知:在所提水的质量不变时,可以减小桶自身的重力减小额外功,来提高机械效率;在桶的重力不变时,增大桶的容积增大有用功,来提高机械效率。 (4)由图可知辘轳相当于一个定滑轮,所以可以改变用力的方向,方便用力; 该装置还相当于一个杠杆,且轴相当于支点、辘轳的半径是阻力臂、把手与轴的垂直距离为动力臂,动力臂大于阻力臂,所以可以省力;使用辘轳可以远离井口达到安全的目的。 答:(1)人所做的有用功是,人所做有用功的功率是20W,该机械的机械效率是; (2)该机械的机械效率约为; (3)可以减小桶自身的重力减小额外功,来提高机械效率;在桶的重力不变时,增大桶的容积增大有用功,来提高机械效率; (4)可以改变用力的方向,方便用力。  
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考点分析:
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小明在家用手电筒里发现一个标有“2.5V”字样的小灯泡,他想用学习过的“伏安法”测灯泡正常发光时的电功率,请你帮他一起完成下面的实验。

1)请你用笔画线代替导线将如图甲所示电路连接完整,要求当滑动变阻器的滑片向右滑动时灯泡变亮____

2)若闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,而电压表指针却有明显的偏转,则故障可能是_____

3)排除故障后,闭合开关,眼睛要观察_____直到电灯正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为_____W

4)若实验过程中发现电流表损坏不能使用,他利用剩下的器材和一个阻值已知的R0连接成了如图丙所示的电路,也测出了灯泡正常工作时的功率。请帮助小明完成下列实验:

闭合开关S1,将S2拨到触点2,调节滑动变阻器,使电压表的示数为_____

再将开关S2拨到触点1,保持滑片的位置不动,读出此时电压表的示数U

灯泡额定功率的表达式为P_____(用已知量和测量量表示)。

 

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如图是“探究浮力的大小与排开的水所受重力关系”的过程情景,请根据图示完成下面的填空。

1)实验中的所用圆柱体的重力为_____N

2)在如图B中存在的错误是_____

3)纠正错误后,继续实验,在图C中圆柱受到的浮力F_____N

4)根据如图_____可以得出,圆柱体排开的水所受的重力为_____N

5)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力_____物体排开水所受到的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。

6)纠正如图B中的错误后,圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,弹簧测力计的示数逐渐减小,水对杯底的压强_____(选填“逐渐增大”、“逐渐减小、“保持不变”)。

 

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下课后王老师去关闭微机房的总电闸时,发现电能表转盘在缓慢地转动,电能表盘上标有2500R/kWh字样。他利用手表估测了一下,2min内电能表的转盘转动了5R,那么2min内消耗了_____J电能。经检查发现,原来机房内总共有20台型号相同的电脑显示器处于待机状态,则一台电脑显示器的待机功率为_____W

 

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在如图所示的电路中,电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω,电源电压保持不变,当开关S1、S3断开,S2闭合时,电流表的示数为0.2 A.当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为_____A,R2的电功率为_____W为了保障电路安全,_____两个开关不能同时闭合.

 

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一只苍蝇落在竖直玻璃窗户上,当它匀速竖直向上爬行时受到的摩擦力为f1,当它匀速竖直向下爬行时受到的摩擦力为f2,则f1_____f2(选填“<”、“>”或”=”),摩擦力f1f2的方向_____(选填“相同”或“相反”)

 

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