题目内容
【题目】张鹏宇家买了一套新房,住在3楼,装修工人用如图所示的装置将重为900N的建材从地面匀速送到3楼,每层楼高3米,装修工人所用拉力为500N,用的时间为20s,不计摩擦和绳重.求
(1)装修工人拉绳子的速度是多少?
(2)装修工人做的有用功的多少?
(3)装修工人做功的功率是多少?
(4)此过程中该装置的机械效率是多少?
(5)如果用这个滑轮组匀速提起600N的重物,需要用多大的拉力?
【答案】
(1)解:由图示可知,滑轮组绳子的有效股数n=2;
3楼的高度:h=2×3m=6m,
绳子自由端移动距离:s=2h=2×6m=12m,
装修工人拉绳子的速度:v= = =0.6m/s;
(2)解:工人做的有用功:W有=Gh=900N×6m=5400J;
(3)解:工人做的总功:W总=Fs=500N×12m=6000J;
工人做功的功率:
P= = =300W;
(4)解:此过程中,该装置的机械效率:
η= ×100%= ×100%=90%;
(5)解:提升重为900N的建材时,不计摩擦和绳重,绳子的拉力F= ,
则动滑轮的重力:G动=nF﹣G物=2×500N﹣900N=100N,
用这个滑轮组匀速提起600N的重物时,需要的拉力:
F′= = =350N;
【解析】由图示可知,滑轮组绳子的有效股数n=2;(1)已知每层楼高3米,可求得3楼高度,又知道时间.利用v= 可求得工人拉绳子的速度;(2)由功的公式W=Fs可以求出有用功.(3)已知功与做功时间,由功率公式可以求出功率.(4)求出总功,然后由效率公式求出滑轮组的效率.(5)根据滑轮组拉力公式F=F= ,的变形公式求出动滑轮的重力,然后由求出拉力大小.
【考点精析】掌握滑轮组绳子拉力的计算和滑轮(组)的机械效率是解答本题的根本,需要知道1、根据题意确定重物和动滑轮的重力由几段绳承担,用n 表示.2、确定重物的上升距离,和拉力F 的绳端的移动距离;重物的上升距离为:h则拉力F 的绳端的移动距离就是:nh;3、看是否计动滑轮的重力.(绳重与摩擦一般情况都不计)当不计动滑轮重力时,拉力F = (1/n)G物 ;当计动滑轮重力时,拉力F = (1/n)(G物 + G轮);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).
【题目】如图甲所示,是小聪在“探究固体的熔化规律”实验中组装的实验装置。下表为他记录的实验数据,请根据装置图和表中数据回答下列问题:
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
温度/℃ | -3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1.5 | 3 |
(1)实验时,将固体粉末放入大试管中,然后用“水浴法”加热,并配备搅拌棒搅拌,其目的是使试管内的物体 。
(2)实验中,应始终注意观察试管中受热物体的温度和 变化,并每隔1min记录一次温度计的示数。刚开始加热时温度计的示数如图乙所示,则被加热固体的初温是 。
(3)实验过程中晓聪他们发现,加热到第2分钟,固体开始熔化,到第5 分钟全部熔化。分析实验数据可知,这种物质熔化时的特点是 ,由此可以判断该物质属于 。
(4)小聪从数据中还发现:该物质在开始2min比最后2min升温快,这是由于这种物质在固态时的吸热能力比液态时的吸热能力 (选填“强”或“弱”)造成的。
(5)小亮组的同学们实验时,是将装有上述固体粉末的烧杯直接放置在空气中,不用酒精灯加热,针对他们的探究过程,请说出你的看法: 。