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用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M,已知被提升的物体M质量为76kg,M的体积...

用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M已知被提升的物体M质量为76kgM的体积为3×10-3m3,在M物体未露出水面的过程中,绳子自由端的拉力F将物体M以05m/s的速度匀速提升了l0m的高度,此过程中,拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示,不计绳重和摩擦力大小

g=10N/kg

1求物体M的重力?

2求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力

3求滑轮组提升重物的机械效率?

 

(1)760N;(2)730N;(3)91.25% 【解析】 试题分析:(1)物体M的重力为G物=mg=76kg×10N/kg=760N;(2)由于物体未露出水面,V排=V物,F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N;当物体在水里匀速上升时三力平衡,所以F绳=G物-F浮,所以F绳=760N-30N=730N;(3)物体运动的时间t=s/v=10m/0.5m/s=20s,根据图乙可知,此时绳自由端拉力F做的总功是8000J,W有=F绳×h物=730N×10m=7300J,所以其机械效率:η=W有/W总=7300J/8000J=91.25%。 【考点定位】有关滑轮组的计算;机械效率  
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考点分析:
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在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小明用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3次实验,实验数据记录如表:

(1)实验中要竖直向上_____拉动弹簧测力计,使钩码升高。

(2)表格中编号①处数据应为____,编号②处数据应为_____.

(3)分析以上实验数据可以得出如下结论:同一滑轮组的机械效率主要与_____有关。

(4)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率______(变大/变小/不变).

 

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用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验.

(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示.为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向 _______ 移动(选填“左”或“右”).

(2)如图乙所示,在刻度线“2”处挂2个钩码,在刻度线“4”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1,将弹簧力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数F2 _____ F1(选填“>”、“=”或“<”,下同);再将弹簧测力计斜向右拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数F3 _____ F1

(3)得到实验结论后,利用图乙所示的装置,只借助杠杆上刻度线,右侧只使用弹簧测力计,左侧只悬挂重物,若弹簧测力计的量程是0 ~ 2.5N,当杠杆在水平位置平衡时,通过计算可知,悬挂的重物最重可达 ____N.

 

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小明在探究杠杆的平衡条件实验中,所用的器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.

(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,调节平衡螺母,使杠杆水平平衡;实验中,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是便于在杠杆上直接测量______

(2)实验过程中,将钩码悬挂于图中A点,保持阻力、阻力臂不变,在支点O右侧不同位置,用弹簧测力计施加竖直向下的拉力(动力),使杠杆水平平衡,测出每一组动力臂L1和对应的动力F1,并记录在表中.请根据表中数据,在坐标系中绘制出L1F1的图象,根据图象中实验数据可知,当L10.6m时,F1______N.

(3)实验中小明发现,保持杠杆处于水平平衡,当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时,弹簧测力计的拉力会变大,原因是______

 

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从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰(如图甲)或人下蹲弯曲膝盖(如图乙)把它搬起来,哪种方法好呢?下面就建立模型说明这个问题.把脊柱简化为杠杆如图丙所示,脊柱可绕骶骨(轴)O转动,腰背部复杂肌肉的等效拉力F1作用在A点,其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变,搬箱子拉力F2作用在肩关节B点,在B点挂一重物代替箱子.用测力计沿F1方向拉,使模型静止,可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小.接着,改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α,多次实验得出结论.

1)在丙图中画出F2力臂L2

2)当α角增大时,L2    (变大/不变/变小),F1     (变大/不变/变小).

3)如果考虑到人上半身的重力,那么腰背部肌肉的实际拉力将比丙图中F1  (大/小).

4)对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态,由以下分析可得,   (甲/乙)图中的姿势比较正确.

 

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请在图中用笔画线代替绳子,将两个滑轮连成滑轮组,要求人力往下拉绳使重物升起。

 

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