题目内容

如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为240N的泥桶,动滑轮重为30N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。若工人在10s内将绳子匀速向上拉9m,则泥桶上升________m,手拉绳子的力为_______N,拉力的功率为____W,滑轮组的机械效率为_________。
3m,90N,81W,88.9%。

试题分析:从滑轮组的结构图上看出,直接从动滑轮上引出的绳子股数n,s=nh,据此求泥桶上升的高度;不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,利用求拉力大小;求出了拉力大小,知道拉力移动的距离和做功时间,利用功的公式W=Fs和功率公式求拉力功率.把泥桶中的泥沙提升做的功为有用功,拉力做的功为总功,利用求滑轮组的机械效率.(1)如图,泥桶由3股绳子承担,n=3,∵s=3h,s=9m,∴泥桶上升的高度:h=3m.
(2)不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,拉力大小:
=(30N+240N)=90N;
(3)拉力做功:
W=Fs=90N×9m=810J,
拉力的功率:
(4)提升泥桶中的泥沙做的有用功:
W=Gh=240N×3m=720J,
滑轮组的机械效率:
点评:解决本题的关键是熟知功率的公式、机械效率公式、滑轮组s=nh、有用功、总功的理解和运用,因条件已给出,难度不大.
练习册系列答案
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如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

⑴实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,此时应把杠杆左端的平衡螺母向
      (填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,达到水平平衡状态。
⑵杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便根据这次实验得出了杠杆的平衡条件为F1l1= F2l2。他这样得出的结论是否合理?      (填“合理”或“不合理”);理由是:                 
⑶实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因可能是:                                    
⑷杠杆不处于水平位置能否平衡?小海和小红意见不同。小海认为能平衡,于是他每次让杠杆倾斜时静止,这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件。
小海认为杠杆平衡不一定是水平的,这种说法对吗?           (填“对”或“错”),小海这种方案与小红让杠杆在水平位置做实验的方案相比较,你认为小海和小红哪位同学的实验方案好?请说明理由:
答:           的实验方案好;理由是:            。
在学习了支点、动力、阻力概念后,甲、乙两小组继续研究动力对杠杆平衡的影响。他们将一个玩具“海宝”固定在杠杆一端的B点作为阻力,且保持阻力的大小、方向、作用点都不变,在杠杆的另一端用力使杠杆在水平位置平衡,并用测力计测出动力的大小。实验中,甲小组每次都保持动力在竖直方向、只改变动力作用点的位置,分别如图(a)所示;乙小组每次都保持动力作用点的位置不变、改变动力的方向(“动力的方向”用OA连线跟动力方向的夹角θ表示,且0°<θ≤90°),分别如图(b)所示;表一、表二是两小组同学记录的实验数据。

表一   甲小组
表二   乙小组
实验
序号
支点到动力作用点的距离 S (厘米)
动力的方向(夹角θ)
动力的大小(牛)
实验
序号
支点到动力作用点的距离 S (厘米)
动力的方向
(夹角θ)
动力的大小(牛)
1
5
90°
6
4
15
30°
4
2
10
90°
3
5
15
45°
2.8
3
15
90°
2
6
15
90°
2
(1)分析比较表一中第    列和第     列的实验数据可知:作用在杠杆一端的阻力不变时,要使杠杆平衡,在动力方向不变(θ=90°)的情况下,支点到动力作用点的距离S越大,动力越小。
(2)分析比较表二中第三列与第四列的实验数据可知:作用在杠杆一端的阻力不变时,要使杠杆平衡,在动力作用点不变的情况下, ______   _____。
(3)进一步分析图(b)所示的实验现象及表二中的实验数据,可以发现,作用在杠杆一端的阻力不变时,要使杠杆平衡,当动力作用点不变,动力的方向改变以后,动力的大小与____________    ____有关,且成反比关系。
(4)进一步综合分析表一与表二中的实验数据及相关条件,可得出的初步结论是:作用在杠杆一端的阻力不变时,影响杠杆平衡的因素是__    _和__    ___。

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