【题目】为了将放置在水平地面上、重G=320N的重物提升到高处,小明同学用了两个完全相同的滑轮设计了如图(甲)的滑轮组装置.当小明用如图(乙)随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,重物的速度v随时间t变化的关系图象如图(丙).若重物与地面的接触面积S=200cm2 , 不计绳重和摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向.求:
(1)2﹣3s,滑轮组的机械效率;
(2)2﹣3s,拉力F的功率;
(3)0﹣1s,重物对水平地面的压强.
【答案】
(1)解:2﹣3s,由v﹣t可知重物以v=0.5m/s的速度做匀速直线运动,由F﹣t图象可知拉力F=200N,
由图可知,n=2,则滑轮组的机械效率:
η= ×100%=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%=80%;
不计绳重和摩擦,拉力F= (G+G轮),动滑轮重力G轮=2F﹣G=2×200N﹣320N=80N
(2)解:2﹣3s,拉力F的功率:
P= =
=Fv=200N×0.5m/s×2=200W
(3)解:0﹣1s,由v﹣t图象可知,重物移动的速度为0处于静止状态,由F﹣t图象可知拉力F′=100N,
而F′= (F拉+G轮),
重物受到的拉力:
F拉=2F′﹣G轮=2×100N﹣80N=120N;
物对水平地面的压力:
F压=G﹣F拉=320N﹣120N=200N,
重物对水平地面的压强:
p= =
=1×104Pa
【解析】(1)2﹣3s,由v﹣t可知重物做匀速直线运动,由F﹣t图象可知拉力的大小,由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据η= ×100%=
×100%=
×100%=
×100%求出滑轮组的机械效率;(2)2﹣3s,根据P=
=
=Fv=F×2v物求出拉力F的功率;(3)0﹣1s,由v﹣t图象可知,重物移动的速度为0处于静止状态,由F﹣t图象可知拉力的大小,利用F=
(G+G轮)求重物受到的拉力,重物对水平地面的压力等于重物的重力减去受到的拉力,根据p=
求出重物对水平地面的压强.
【考点精析】解答此题的关键在于理解压强的大小及其计算的相关知识,掌握压强的计算公式及单位:公式:p =F/s ,p表示压强,F表示压力,S表示受力面积压力的单位是 N,面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡,记作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡单位很小,一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa),以及对滑轮(组)的机械效率的理解,了解关于滑轮组机械效率的计算:W有用 = G·h;W总 = F·s; s = n·h (1)η=W有用 / W总 (2)η= W有用 / W总 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF).
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【题目】某医院急诊室的氧气瓶中,氧气的密度为5kg/m3 , 给急救病人供氧用去了氧气质量的一半,则瓶内剩余氧气的密度是kg/m3;病人需要冰块进行物理降温,取450g水凝固成冰后使用,其体积增大了cm3 . (ρ冰=0.9×103kg/m3)
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【题目】甲溢水杯盛满密度为ρ1的液体,乙溢水杯盛满密度为ρ2的液体.将密度为ρ的小球A轻轻放入甲溢水杯,小球A浸没在液体中,甲溢水杯溢出液体的质量是32g.将小球B轻轻放入乙溢水杯,小球B漂浮,且有 的体积露出液面,乙溢水杯溢出液体的质量是40g.已知小球A与小球B完全相同,ρ大于ρ1 , 则下列选项正确的是( )
A.小球A的质量为32g
B.小球B的质量为8g
C.ρ1与ρ2之比为2:3
D.ρ1与ρ2之比为24:25
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【题目】某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10秒,已知斜面长6m、高2m,此装置的机械效率为80%(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计).求:
(1)拉力F做功;
(2)拉力F做功的功率;
(3)拉力F;
(4)箱子和斜面间的摩擦力.
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【题目】某中学两支物理小组的同学,在实验室中验证阿基米德原理
(1)方案一,小刚用石块按如图甲实验步骤依次进行实验.由甲图可知,石块浸没在水中受到的浮力F浮=N,排开水的重力G排=N,发现F浮≠G排 , 造成这种结果的原因不可能是 . A、整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
B、最初溢水杯中的水未装至溢水口
C、步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
(2)方案二,如图乙,小明将装满水的溢水杯放在升降台C上,用升降台来调节溢水杯的高度.当小明逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数(选填“增大”、“减小”或“不变”),且弹簧测力计A的示数变化量(选填“大于”、“小于”或“等于”)B的示数变化量,从而证明了F浮=G排 .
(3)为了多次实验得到普遍规律,方案(选填“一”或“二”)的操作更加简便. 然后小明利用阿基米德原理测量某实心金属块的密度,实验步骤如下:
①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲;
②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为18mL,如图乙;
③将烧杯中18mL水倒掉,从水中取出金属块,如图丙;
④将金属块放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为36mL,如图丁.
请回答下列问题:
①被测金属块的密度是kg/m3 .
②在实验步骤③和④中,将沾有水的金属块放入小空筒,测出的金属块密度将(选填“偏大”、“不变”或“偏小”).
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【题目】如图质量为60kg的工人用滑轮组提升重物,不计绳子重和摩擦,求:
(1)用滑轮组让重为250N的物体匀速上升2m的过程中,工人所用的拉力为150N,求工人做的机械效率。
(2)求动滑轮重力。
(3)若物体重增加到400N,求此时的拉力大小和机械效率。
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【题目】甲、乙两只完全相同的杯子盛有密度和体积都不同的盐水,将同一个小球先后放入杯中,当小球在盐水中静止时两杯中的液面相平,如图所示.则( )
A.小球在甲杯中受到盐水的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B.小球在甲杯中受到盐水的浮力小于在乙杯中受到的浮力
C.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度
D.图中,盐水对甲杯底的压强小于盐水对乙杯底的压强
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【题目】用如图所示的滑轮组提升重的物体,动滑轮重
,使物体匀速上升
,绳重和摩擦不计,求:
()绳子的自由端的拉力是多大?
()滑轮组的机械效率是多大?
()若绳子能承受的最大拉力为
,求该装置最大的机械效率.
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【题目】某深海探测器利用“深海潜水器无动力下潜上浮技术”,其两侧配备多块相同的压载铁,当其到达设定深度时,抛卸压载铁,使其悬浮、上浮等,并通过探测器观察窗观察海底世界.这种深海探测器在一次海底科考活动中,经过下潜、悬浮、上浮等一系列操作后,顺利完成任务.如图所示为该探测器在理想状态下观察窗所受海水压强随时间变化的p﹣t图象,下列说法正确的是 ( )
A.探测器在AB,CD两个阶段,在竖直方向的速度大小关系是vAB>vCD
B.探测器在BC阶段处于悬浮状态,只受到重力、浮力
C.探测器在CD阶段处于上浮过程,探测器所受的浮力不变
D.探测器在AB,BC,CD三个阶段,所受重力的大小关系是GAB<GBC<GCD
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