题目内容
【题目】如图所示,质量为 60kg 的工人在水平地面上,用滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时,货物质量为 130kg,工人用力 F1 匀速拉绳,地面对工人的支持力为 N1,滑轮组的机械效率为 η1;第二次运送货物时,货物质量为 90kg,工人用力 F2 匀速拉绳的功率为P2,货箱以0.1m/s 的速度匀速上升,地面对人的支持力为 N2,N1 与N2 之比为 2:3.(不计绳重及滑轮摩擦,g 取 10N/kg)求:
(1)动滑轮重和力F1 的大小;
(2)机械效率η1;
(3)功率P2。
【答案】(1)300N;400N(2)81.25%(3)120W
【解析】
(1)第一次提升货物时,以人为研究对象
N1=G人﹣F1′,……①
绳对人的拉力与人对绳的拉力相等,F1′=F1 由图可知,n=4,因为不计绳重及滑轮摩擦,所以
F1′=……②
由①②得:
N1=G人﹣=60kg×10N/kg﹣,
所以
N1=600N﹣……③
第二次提升货物时,以人为研究对象
N2=G人﹣F2′……④
绳对人的拉力与人对绳的拉力相等,F2′=F2,
F2′=……⑤
由④⑤得:
N2=G人﹣=60kg×10N/kg﹣,
所以
N2=600N﹣,……⑥
由题知,=,
即:
(600N﹣):(600N﹣)=2:3,
解得:G动=300N,
代入②式:
F1=F1′===400N,
代入⑤式:
F2=F2′===300N,
(2)第一次运送货物时滑轮组的机械效率:
η1==== =81.25%;
(3)第二次货物上升速度为 0.1m/s,人匀速拉绳的速度为
v2′=4×0.1m/s=0.4m/s,
拉力做功功率:
P2=F2v2′=300N×0.4m/s=120W。
答:(1)动滑轮重为 300N,力F1 的大小为 400N;
(2)第一次运送货物时滑轮组的机械效率为 81.25%;
(3)第二次拉力做功功率为 120W。
【题目】在“测量提升物体所做的功”的实验中,小明所在的实验小组利用长木板、木块组装了一个斜面,进行如下实验:记录的实验数据如下表:
(1)在实验操作过程中,应沿斜面向上_____拉动木块至高度h处,测量并计算拉力F对小车所做的功;
(2)沿竖直方向_____提升小车,使之上升高度h,测量计算拉力F(克服重力G)做的功。
(3)实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向_____移动(左/右);
实验中三次改变斜面的倾斜程度,并将实验数据填入表中。
实验 序数 | 斜面 倾斜 程度 | 沿斜面的拉力F/N | 小车沿斜面移动的距离s/m | 利用斜面做的功W/J | 小车的重力G/N | 斜面的高度h |
1 | 较缓 | 1.3 | 0.80 | 1.04 | 2.0 | 0.20 |
2 | 较陡 | 1.5 | 0.50 | 2.0 | 0.20 | |
3 | 最陡 | 1.7 | 0.35 | 0.595 | 2.0 | 0.20 |
①将表格补充完整,分析数据能得出结论为:_____;
②这个实验装置还可以用来研究斜面的机械效率,表格中的_____就是总功。根据表格,第①次实验斜面的机械效率为_____%,第②次实验中总功为_____J.机械效率为_____%,