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如图甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形,所用动滑轮和筐的总重为20...

如图甲所示是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形,所用动滑轮和筐的总重为20N.某次操作中,将重400N的泥土以速度v1=0.4m/s匀速提起一段高度后,稍作停歇,又以速度v2匀速将泥土提升一段高度,整个过程历时1min.在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图象可以简化为图乙所示.绳的质量忽略不计,g取10N/kg.求:
(1)拉力F在后30s内做功的功率;
(2)利用该装置提升泥土的机械效率;
(3)在提起泥土上升3m的过程中,拉力F克服摩擦力做的功.(设在整个过程中,摩擦力大小保持不变)

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(1)由图象可知,拉力F在60s内做功是7200J,拉力F在后30s内做功为7200J-3600J,再根据P=可求出拉力F在后30s内做功的功率. (2)由图象可知,拉力F在20s内做功是3600J,W有用=G泥土h,再利用η=×100%求出机械效率; (3)由图甲可知,承担物重的绳子股数n=3,求出拉力端移动的速度,上面求出了拉力做功的功率,利用P=Fv求拉力大小; 再求出总功和有用功,因为W总=W有+W额,可求额外功,细绳的质量忽略不计,额外功有两部分:提升动滑轮、筐做功和克服摩擦做功,求出提升动滑轮做功,可求克服摩擦力做功. 【解析】 (1)拉力F在后30s内做功为W2=7200J-3600J=3600J, 则拉力F在后30s内做功的功率P===120W. (2)拉力F在20s内做功W总=3600J, W有用=G泥土h=400N×20s×0.4m/s=3200J, 该装置提升泥土的机械效率η=×100%=×100%≈88.9%. (3)因为前20s匀速运动,所以P1===180W, t2===7.5s, =P1t2=180W×7.5s=1350J, W物=G物h=400N×3m=1200J, W筐=G筐h=20N×3m=60J, Wf=-W物-W筐=1350J-1200J-60J=90J. 答:(1)拉力F在后30s内做功的功率为120W. (2)利用该装置提升泥土的机械效率为88.9%. (3)在提起泥土上升3m的过程中,拉力F克服摩擦力做的功为90J.
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考点分析:
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天津某中学物理兴趣小组在探究影响浮力大小因素的活动中,同学们提出了如下三种猜想:
猜想1:浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关;
猜想2:浮力的大小与液体的密度有关;
猜想3:浮力的大小与物体的重力大小有关;
实验桌上有如下器材:弹簧测力计、烧杯、水、盐水、细线,体积相同的铁块、铜块、铝块各一块(ρ>ρ>ρ),利用上述器材同学们验证了猜想1和猜想2是正确的.对于猜想3,马虎同学进行了如下的实验探究:
实验:利用弹簧测力计、水和盐水,测算出同一铁块浸没在盐水中受到的浮力大小和浸没在水中受到的浮力大小不相等.
分析:由于铁块的重力大小不变,而铁块所受的浮力大小不等,所以铁块受到的浮力大小与铁块的重力大小无关.
结论:猜想3是错误的.
(1)马虎同学的实验过程是错误的,请你指出他的错误是______,根据他的实验操作可以探究猜想______
(2)请你利用实验桌上提供的器材写出探究猜想3的实验步骤;
(3)请你根据可能出现的现象,写出相应的实验结论.
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天津市繁华商业街上某品牌电动观光车的技术参数如表:
空车质量1180kg车身长度3.8m
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满载时轮胎与地接触面积4×250cm2最大车速45km/h
电动机效率80%平路连续行驶里程≤80km
根据以上技术参数,解答下列各题:(g取10N/kg)
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(2)若观光车在水平路面匀速行驶时受到的阻力为2×103N,求观光车匀速行驶5×103m过程中,牵引力所做的功.
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沈仔细同学利用三块材料相同、长度不同的木板,组装成三个高度相同的斜面来探究“影响斜面机械效率的因素”.实验中,他用弹簧测力计拉着材料相同、质量不同的木块沿斜面向上运动,如图所示:下表是他记录的有关实验数据.
实验
次数
倾斜
程度
物块重
量G/N
斜面高
度h/m
有用功
W/J
沿斜面
拉力F/N
斜面长
s/m
总功
W/J
机械
效率η
115°20.260.520.91.000.9058%
220°20.260.521.10.720.8462%
330°20.260.521.30.520.6877%
430°40.261.042.60.521.3577%
530°60.261.563.90.522.0377%
(1)实验过程中,应______拉动木块;
(2)由上表可知,在提升物体的重量和斜面粗糙程度相同时,斜面越长,越______(选填“省力”或“费力”);
(3)关于斜面的机械效率:
①分析表中1、2、3次实验数据得出的结论是:______
②分析表中3、4、5次实验数据得出的结论是:______
(4)有用功与总功不相等的原因是:______

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B.让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,与放在水平面上的木块相碰.比较木块在水平面上移动的距离(如乙所示).
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上述两种实验方案中:
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请按要求完成下列内容.
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(2)如图2所示,沈华同学用水平方向的作用力将木块A压在墙壁上,请你画出A木块对墙壁压力的示意图.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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