题目内容
【题目】如图所示,用汽车通过滑轮组以2 m/s的速度匀速拉起深井中的物体A时,对绳的拉力为F1,F1的功率为P1;第二次以6 m/s的速度匀速拉起物体B时,对绳的拉力为F2,F2的功率为P2。已知GA=5.7×103 N,GB=1.2×104 N,P2=6P1。若不计摩擦、绳重等,则
(1)动滑轮重为多少?
(2)在这两个过程中,滑轮组的最大效率是多少?
【答案】(1) 600 N;(2) 95.2%。
【解析】
有承担物重的绳子段数。物体移动的速度,得出所需拉力和绳端移动的速度,根据P=Fv分别计算出P1、P2,结合P2=6P1即可求出动滑轮的重力。
(1)由图知,有3段绳子绕过动滑轮拉重物,即n=3,不计摩擦、绳重,提升A物体时的拉力:F1= (GA+G动), F1的功率:P1=F1v1= (GA+G动)v1,同理可得,F2的功率:P2= (GB+G动)v2,依题意可得———①,且v2=3v1———②,联立①②代入数据,解得G动=600 N; (2)设拉起重物的高度为h,则将重物匀速提升h所做的有用功:W有=Gh,不计摩擦、绳重等,做的额外功为W额外=G动h;同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高,因为第二次物体重力大,所以机械效率高,所以,在这两个过程中,滑轮组的最大效率为:=95.2%
【题目】小明同学按如图a、b、c所示的顺序,对不同情况下滑轮组的机械效率进行了测量,来“探究影响滑轮组机械效率高低的因素”,实验数据记录如下表:
序号 | 物重G/N | 提升高度h/m | 测力计示数F/N | 拉出绳长s/m | 机械效率η/% |
a | 2 | 0.1 | 0.9 | 0.3 | 74.1 |
b | 3 | 0.1 | 1.2 | _____ | _____ |
c | 3 | 0.1 | 0.9 | 0.5 | 66.7 |
(1)在探究过程中对弹簧测力计读数操作,正确的是____。(选填序号)
A.沿竖直方向,拉着静止不动时读数
B.沿竖直方向,加速拉动过程中读数
C.任意方向,缓慢匀速拉动过程中读数
D.沿竖直方向,缓慢匀速拉动过程中读数
(2)表中b组实验数据不完整,请结合图中具体情况分析并将数据补充完整。
(3)为了探究“滑轮组的机械效率与绳子的绕法是否有关”,小明同学设计了如图甲所示的实验装置图,请你根据实验目的画出乙图实验装置图。
(________)
【题目】在探究光的折射特点时,小明记录下光从空气射入水中时的光路并改变入射角多次实验。通过实验得到如下数据:
入射角α | 0° | 15° | 30° | 45° | 60° |
折射角γ | 0° | 11° | 22.1° | 35.4° | 40.9° |
实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。分析表中数据,可得出结论:
(1)当光从空气斜射到水面时,将同时发生_____和_____现象;
(2)光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是:_____,且折射角_____(选填“大于“、“等于“或“小于“)入射角。当光从空气垂直射到水面时折射角等于_____。