题目内容
【题目】如图甲所示是工人利用滑轮组从数值深井中提取泥土的情形,所用动滑轮和筐受到的总重力为50N.某次操作中,将重450N的泥土以0.2m/s的速度匀速提起,在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图象如图乙所示.细绳的质量忽略不计,g取10N/kg.求:
(1)拉力F做功的功率;
(2)拉力F大小和利用该装置提升泥土的机械效率;
(3)在匀速提起泥土上升2m的过程中,克服摩擦力做的额外功.
【答案】(1)120W;(2) 200N;75%;(3)200J
【解析】
(1)明确图象中提供的信息,利用功率的计算公式为P=可求P;
(2)功率的计算公式为P=Fv,变形后可求拉力F;再根据η=,明确有用功和总功的含义,可求机械效率;
(3)明确题目中的有用功、总功和额外功,额外功体现在提升动滑轮和筐,还有克服摩擦上;运用功的计算公式W=Fs;可求出克服摩擦力做的额外功.
(1)由题拉力F所做的功随时间变化的图象可知,拉力的功率为:P===120W;
(2)拉动绳子的速度为v绳=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s;
由公式P=Fv变形得,拉力F为:F===200N;
该装置提升泥土的机械效率为:η======75%
(3)在匀速提起泥土上升2m的过程中,绳子通过的距离为:s=3h=3×2m=6m;
有用功为:W有=Gh=450N×2m=900J;
总功为:W总=Fs=200N×6m=1200J;
整个过程的全部额外功为:W额=W总W有=1200J900J=300J;
其中将动滑轮和筐提升2m做的额外功为:W额1=G轮和筐h=50N×2m=100J;
故克服摩擦力做的额外功为:W额2=W额W额1=300J100J=200J;
答:(1)拉力F做功的功率为120W;
(2)拉力F大小为200N,利用该装置提升泥土的机械效率为75%;
(3)在匀速提起泥土上升2m的过程中,克服摩擦力做的额外功为200J
【题目】小明在探究“电流与电压、电阻的关系”的实验中。电源电压恒为6,滑动变阻器的规格是“ ”。
(1)闭合开关前,如图甲中滑动变阻器的滑片应位于____________(选填“”或“”)端。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,故障的原因可能是:① _______ ;② ________。
(3)排除故障后,小明通过实验得到数据如表(一)所示,其中第1次实验的电流表示数如图乙所示,为___,所用电阻的阻值是______。根据表(一)的数据,可得出的初步结论是_______ 。
(4)小明继续探究电流与电阻的关系,将电阻先后更换为和的电阻进行实验,得到数据如表(二)所示。通过分析表(二)的数据,可知小明在操作过程中存在的错误是:____________ 。
表(一)
实验序号 | 1 | 2 | 3 |
电阻 | |||
电压 | |||
电流 |
表(二)
实验序号 | 1 | 2 | 3 |
电 | |||
电 | |||
电流 |
(5)纠正错误后,小明先在、两点间接入的电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为。接着需要更换、间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两个电阻 ______。
A.和 B.和 C.和 D.和