1. (08长春)(08长春)(5分)物理活动课上,同学们骑自行车经过一个斜坡,小明沿直线奔向坡顶,小红则沿着“S”形路线骑向坡顶。到达坡顶时两人很有感慨地进行了一番对话,如图15所示。 (1)为了验证小明的说法,他们设计实验测量斜面的机械效率: ①如图16所示,选用的器材有长木板、木块1、木块2各一个,还需要的测量工具是刻度尺和____________。 ②在实验过程中应拉动木块1应做___________运动。 ③他们进行了甲、乙、丙三次操作:
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以上三次操作过程,能验证小明说法的两次操作是_______________。
④如果小明的说法正确,你选择的两次操作中机械效率的大小关系是_________。
(2)小红的做法所依据的物理知识在实际中还有什么应用,请举出一例:______________。
27答案(5分)(1)①弹簧测力计 ②匀速直线 ③甲和丙(或乙和丙) ④η甲>η丙(或η乙>η丙) (2)盘山公路(或螺丝钉)
20(08云南)(5分)如图7所示是表面光滑、斜面倾斜程度可调的实验装置。小李用其探究“物体由静止沿光滑斜面下滑到底端的速度大小与什么因素有关”。小李提出如下猜想:
A.速度大小可能与物体质量有关;
B.速度大小可能与斜面倾斜程度有关; C.速度大小可能与物体下滑起点的高度有关。可供选用的器材:质量不同的钢球若干,秒表。 (1)若用此装置探究猜想A,除秒表外,还要选用的器材是 。 (2)下表是利用一钢球测得的数据,这是探究猜想 (填序号),实验中还应保持 相同,结论是: 。
|
斜面倾斜程度 |
较大 |
较小 |
||||
|
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
小球从P运动到Q的时间t/s |
5.1 |
5.0 |
5.1 |
5.1 |
5.1 |
5.0 |
(3)说出实验中产生误差的一种原因: 。
2(08乌鲁木齐)某公司在工艺品市场购买了一件大型工艺花瓶,花瓶质量约为250㎏。为了便于搬运,工作人员先用质量约为50㎏的 包装箱对花瓶进行包装;然后用两根粗钢管在高1.2m的车厢与地面之间搭成一个长度约为4.8m的简易斜面,如图所示。装车时,工作人员用平行于钢管方向1000N的推力把包装好的花瓶匀速推上车,求
(1)搬运花瓶做的有用功;
(2)搬运花瓶的机械效率;
(3)克服摩擦做的额外功。
答案:(1)搬运花瓶的有用功 W有=m瓶gh=3000J
(2)总功为 W总=FS=4800J
机械效率
=
=62.5%
(3)由题意W总=W有+G箱h+W克
解得 W克=1200J
40.探究“斜面的机械效率”的实验装置如图所示,某实验小组提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的猜想:
下表是该小组根据此猜想进行实验所记录的数据:
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⑴请将表格中空格处的数据填写完整;⑵由以上表格小明得出“斜面越陡机械效率越高”的结论,要得到此结论需要控制不变的因素有: ①________________________________________
②______________________________________________
③
______________________________________________
⑶分析表格中的实验数据还可推知:高度相同的斜面,越长越___________(填“省力”或“费力”);斜面在我们生活中的应用有_____________________(只写出一条即可)。
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17(08梅州)将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面的顶端。已知沿斜面所用的推力是300N,斜面的机械效率是75℅,则推力做的总功为________J,推力做的有用功为_______J,物体所受的重力为_________N。答案:1200;900;900
17(08荆门)学习了机械效率知识后,全班同学对“斜面的机械 效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想:A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关;B.跟斜面的粗糙程度有关;C.跟斜面的长度有关;D.跟物体的重力有关。小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确,设计方案并进行了探究,下表反映了他的探究过程。
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(1)请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据(小数位参照表中相关数据)。(2)通过对比实验①②数据,可验证猜想____________(填写字母)。 (3)通过对比实验①③数据,可以得出的探究结论是:当其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越_______。 (4)若要验证猜想D,应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和_______________不改变。 答案:(1)上、中、下三空分别为71、0.6、0.7;(2)B;(3)高(或大);(4)斜面的粗糙程度(或粗糙程度)
29(08天津)(7分)菜物理学习小组,针对同学中存在的有关斜面问题的一些疑惑,进行了
实验探究和理论探究活动.
[实验探究] 将长度为l m的长木板的一端垫高,构成长度一定高度可调的斜面(如图11所示).用沿斜面向上的拉力F使重为10N的滑块沿斜面匀速向上运动。完成斜面机械效率测量.表3呈现的是部分实验数据:
|
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
斜面高度h/m |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
|
拉力F/N |
2.7 |
3.2 |
3.6 |
4.1 |
|
机械效率η |
0.56 |
0.63 |
0.69 |
0.73 |
(1)疑惑一:“斜面的机械效率越高越省力吗?”请报据表3中的实验数据,写出正确的结论。 (2)疑惑二,“斜面倾斜程度越大拉力越大,滑块受到的摩擦力也一定越大吗?”请进一步分析表3实验数据,写出正确的结论: 简述理由: [理论探究] (3)疑惑三。“滑块受到的摩擦力是一个‘不可直接测量’量,能通过‘可测量’量求出摩擦力吗?” 请根据已有的知识推导:对于倾斜程度不同的斜面,在拉力F作用下(拉力方向沿斜面向上)使重为G的滑块沿斜面匀速移动时,滑块受到的摩擦力f的数学表达式(斜面的长L和斜面的高h均为“可测量”量)
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19(08钦州) 如图10所示,斜面高为1m,长为3m,工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上,在这过程中推力做了 J的功,机械效率为 .
答案:1200 70%
30.(08福州)某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示,第1、2、3次实验装置分别如图27中的甲、乙、丙所示。
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(1)比较第1次实验和第2次实验,可得结论:使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越
。
(2)第3次实验中所做的有用功是
J,机械效率是
(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,对动滑轮所做的额外功
(选填“增大”或“减小”),因而,由第2、3次实验可知:滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。
(4)综合上述结论,提高机械效率的方法有增大有用功, 额外功(选填“增大”或“减小”)。
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20做物理实验要遵循实事求是的原则。芳芳同学按照图6所示装置对动滑轮特点进行了探究,记录的数据如下表:通过分析数据。她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。你一定也做过这样的实验,回想你的实验经历,回答下列问题:(1)该实验中出现这样结果的主要原因是什么?除此之外还应满足什么条件时“使用动滑轮能省一半的力”?(2)分析表中数据你还发现该装置的机械效率随物重的增大怎样变化?
40(08巴中)某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图14。
|
实验次数 物理量 |
l |
2 |
3 |
|
钩码重G/N |
4 |
4 |
6 |
|
钩码上升高度h/m |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
|
绳端拉力F/N |
1.8 |
1.4 |
2.4 |
|
绳端移动距离s/m |
0.3 |
0.5 |
0.3 |
|
机械效率η |
74% |
57% |
83% |
(1)从表中数据可分析出实验1是用 图做的实验,实验2是用 图做的实验。 (2)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时.动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率 。 (3)比较实验1和实验3可得结论: 使用同一滑轮组, 可以提高滑轮组的机械效率。 答案:(1)甲、乙;(3)越低(越小);(3)增加提升重物的重力
斜面
22(08荆州)(6分)把一个长30cm、宽20cm、高100cm的长方体物体竖起放在地面上,如下图所示,已知此物体密度为2g/cm3,g=10N/kg。 ⑴求此物体对地面的压强; ⑵若某工人在高1m,长2m的斜面上,以平行于斜面,大小为800N的拉力把物体匀速拉上斜面,如右图所示,则拉力对物体做了多少功?工人的机械效率为多少?
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答案;⑴物体对地面的压强为
(2分)
⑵W=Fs=800N×2m=1600J (2分)
(2分)
//斜面效率问题,与压强相综合。
31(08武汉)(4分)小明利用斜面进行如下的实验。 (1)图中的数据是在测量斜面机械效率时得到的,由此可知此时斜面的机械效率η=_________。 (2)为了进一步探究斜面的特点,小明接着做了三次实验,实验数据如下表。 ①分析表中数据可知,沿斜面向上匀速拉动同一物体时,斜面倾斜角度越大,机械效率越_________,拉力越_________。 ②由表中第一行数据可知,此过程中铁块与斜面之间的摩擦力为_________N。
6(08河南)为了省力,工人师傅常用图3所示的斜面把物体搬运到汽车上。设斜面长
为s,高为h,把重为G的物体沿斜面匀速推到车上所用力的大小为F,则搬运物体所做的有用功为 ,该斜面的机械效率为
×100%(用题中代表各物理量的字母表示)。
答案:Gh Gh/Fs
32.
(08泰州)用如图20所示滑轮组提升重物.人用500N的拉力F,15s内使重为900N的物体匀速上升了3m.不计绳重和摩擦,求:
(1)动滑轮的重.(2分)
(2)人拉绳子做功的功率.(3分)
(3)滑轮组的机械效率.(2分)
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答案:解:(1)∵不计绳重与摩擦
∴ F=![]()
G
=2F-G
=2×500N-900N=100N
(2)2、W
=Fs=500N×3m×2=3000J
P= W
/t=3000J/15s=200W
(3)W
=Gh=900N×3m=2700J
η=
×100%=
×100%=90%
28(08南通)(6分)如图所示,工人师傅用一个滑轮组在40s内将重600N的木箱从地面匀速吊上4m高的阳台,所用的拉力为220N,不计绳重和摩擦.求:
(1)木箱匀速上升的速度;
(2)工人师傅做的有用功;
(3)动滑轮的重力.
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(08重庆)(9分)中国移动重庆公司的抢险队作为第一支到达灾区的移动通信抢险队,队员们用鲜血和生命架起了一条条抗震救灾无形的生命线,为抗震救灾提供了强有力的通信保障。如图15所示,在通讯线路的抢修现场,起重机正将一箱箱设备吊装到3m高的施工台上。其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的。若每箱设备均重4000N,施工台距离地面的高度为3m。如果起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时,动滑轮上每段钢绳的拉力为2500N,在忽略钢绳重和摩擦的情况下。
(1)起重机提升一箱设备时,对箱子做的有用功是多少?
(2)动滑轮在提升这箱设备时的机械效率是多
大?
(3)在安全操作的前提下,为了节省时间,加快施工进度,起重机同时将两箱设备以0.1m/s的速度匀速提升到施工台。求这种情况下,动滑轮上钢绳自由端拉力的功率为多大?
答案:解:(1)对箱子做的有用功:
W
=Gh=4000N×3m=1.2×10
J
(2)W
=Fs=2500N×3m×2=1.5×10
J
η=
×100%=
×100%=80%
(3)根据受力分析:G
=2F-G=2×2500N-4000N=1000N
F
=
=
=4500N
速度: V
=2V=0.2m/s
根据 P=
=
=Fv
得:P=F
V
=4500N×0.2m/s =900W
33(08徐州)斜面也是一种简单机械。如图5所示,已知斜面上木箱的质量m=40kg,人对木箱的拉力F=75 N,斜面长s=4 m,斜面高h=O.5 m。求:
①木箱受到的重力(g取10 N/kg);
②斜面的机械效率。
答案: (1)G=mg=40kg×10N/kg=400N (2分)
(2)W有用=Gh=400N×0.5m=200 J
W总==75N×4m=300 J(1分)
η=W有用/W总=200 J/300 J=66.7%(1分)
答:重力为400 N,机械效率为66.7%。
33(08徐州)斜面也是一种简单机械。如图5所示,已知斜面上木箱的质量m=40kg,人对木箱的拉力F=75 N,斜面长s=4 m,斜面高h=O.5 m。求:
①木箱受到的重力(g取10 N/kg);
②斜面的机械效率。
答案: (1)G=mg=40kg×10N/kg=400N (2分)
(2)W有用=Gh=400N×0.5m=200 J
W总==75N×4m=300 J(1分)
η=W有用/W总=200 J/300 J=66.7%(1分)
答:重力为400 N,机械效率为66.7%。
(08江门)如图l3所示是小明测量杠杆机械效率的实验情景(杠杆的重
力忽略不计)
(1)请在下表中把相关的数据填写完整
|
物体重 G/N |
物体上升的 高度h/cm |
弹簧测力计 的示数F/N |
弹簧测力计移动 的竖直距离S/cm |
有用功 W有/J |
总功 W总/J |
机械效率 η/% |
|
4 |
|
|
30 |
|
|
|
(2)为提高本实验中杠杆的机械效率,请提-条合理的建议: 。
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答案:(1)
|
物体重 G/N |
物体上升的 高度h/cm |
弹簧测力计 的示数F/N |
弹簧测力计移动 的竖直距离S/cm |
有用功 W有/J |
总功 W总/J |
机械效率 η/% |
|
4 |
15 |
2.4 |
30 |
0. 6 |
0.72 |
85.7 |
(2)选择支点灵活的杠杆(合理则给分)
30(08恩施)如图19,要把一个质量是450kg的贵重物品A沿水平地面移动100m,工人把它放在一个质量是50kg的木板B上,然后用400N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动,直至终点。
(注:滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比)
(1)在匀速拉动B的过程中,A、B之间的摩擦力是 N。
(2)计算拉力做的总功是多少焦耳?
(3)在拉力做功的过程中,机械效率是多少?
答案:(1)0
(2)W总=FS=400N×100m=4×104J
(3)解法一:
水平拉力可以分成两个成分,即拉动A的拉力和拉动B的拉力
拉动A的拉力:FA= 9/10×400N = 360 N 拉动A做有用功:W有用 = FA S = 360 N×100m = 3.6×104J
机械效率:η= W有用/ W总= 3.6×104J /(4×104J)=90%
解法二: 因为:η= W有用/ W总 = (FA S)/ (FS)= FA / F=f A / f ┉┉2分
又因为摩擦力与压力成正比,所以:
η= f A / f = G A /G = m A /m = 450kg/500kg = 90%┉1分
解法三: 因为:η= W有用/ W总 = (FA S)/ (FS)= FA / F 根据提示,拉动A所用拉力在总拉力中所占的比例等于A的重量在总重量中所占的比例,所以:η= G A /G = m A /m= 90%
31(08苏州)在不计绳重和摩擦的情况下,利用一滑轮组匀速提升物体.下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息.
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(1)通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数,并在右边虚线框
中画出该滑轮组的组装示意图.
(2)用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时,拉力做的总功为多少?
(解答要求:写出依据的主要公式或变形公式,有数据代入,答案中
必须明确写出数值和单位)
答案.(1)3 滑轮组的组装示意图略 (2)900J
45(08襄樊)(5分)一台抽水机的功率为10KW,利用它将54m3的水抽到20m高的水塔上共用了0.5h那么该抽水机做的有用功\总功合机械效率分别是多少?(g取19N/Kg)
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答案:m=ρv=1.0×10
kg/m
×54m
=5.4×10
kg
G=mg=5.4×10
kg×10N/kg=5.4×10
N
该抽水机做的有用功: W
=Gh=5.4×10
N×20m=1.08×10
J
总功: W
=Pt=10
W×1800s=1.8×10
J
机械效率: η=
×100%=
×100%=60%
18(08芜湖)图7是某水上打捞船起吊装置结构示意简图。某次打捞作业中,该船将沉没于水下深 处的一只密封货箱打捞出水面,已知该货箱体积为5 0 m3,质量是200t。
(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少?
(2)货箱完全出水后,又被匀速吊起1 m,已知此时钢缆拉力F为1×105 N,则在此过程 中拉力F所做的功是多少?起吊装置的滑轮组机械效率是多少?
(3)若货箱从刚露出水面到完全出水的过程中是被匀速提升的,请分析在此过程中,货箱所受浮力和滑轮组机械效率的变化情况。(水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10N/kg,不考虑风浪、水流等的影响。)
答案:
![]()
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28(08常州)小文同学在“测定滑轮组机械效率”的实验中,用如图所示的装置匀速吊起钩码,并记录了如下实验数据:
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根据实验数据,小文同学计算机械效率的过程如下:
有用功 W有用=(G1+G2)h=(4十0.4) ×0.1J=0.44J
总功 W总=FS=
1. 6 ×0.3J=0.
48J
机械效率:
答:当匀速吊起4N重的钩码时,该滑轮组的机械效率约为91.7%.
小文同学的计算过程是否正确?如有错误,请在下方空白处写出错误之处
并对滑轮组的机械效率作出正确解答.
答案:![]()
30(08连云港)(7分)如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%。若人以0.5m/s的速度匀速前行,经100s将货物拉出仓库,g取10N/kg,。求在此过程中:
(1)人做的有用功为多大?
(2)人的拉力为多大? (3)人拉力的功率
为多大?
答案:(7分)
解:⑴W有用=fs物
代入数据得:W有用=1.5×104 J
⑵η=
=
代入数据得: F=400N
⑶ P=
或P=Fv
代入数据得:P=200W
(08北京密云)小刚同学的体重为600N,当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时(重物始终未出水面),他对地面的压强为8.756×103Pa.已知每只鞋底与地面的接触面积为200cm2。当他用此滑轮组匀速提升空气中另一个重物B时,滑轮组的机械效率是90%。已知重物A重物B所受重力之比GA:GB=5:9,若不计绳重和摩擦,g=10N/kg。求(1)物体A的密度?(2)提升重物A时滑轮组的机械效率?(5分)
答案:(1)小刚对地面的压力为:F=Ps=8.75×10
Pa×200×2×10
m
=350N
根据受力分析:拉力F=600N-350N=250N
根据
F
=1.0×10
kg/m
×10N/kg×0.01m
=100N
依题意有:
(G
- F
+ G
)=F
可得:G
+ G
=600N ---------------(1)
因为η=
=
=
=
F=
(G
+G
) 即nF=
(G
+G
)
所以η=![]()
挂重物B时 90%=![]()
可得:G
=9G
------------------(2)
又G
:G
=5:9-----------------(3)
由(1)(2)(3)可得:G
= 500N G
= 900N G
= 100N
因为 ρ=
=
=![]()
所以ρ
=
= 5×10
kg/m![]()
(2)提升重物A时滑轮组的机械效率:
η=
=
=
=
=
=80%
31(08威海)2008年春节前夕,我国南方部分省市遭遇了50年不遇的特大雪灾。在这次受灾最为严重的湖南省郴州地区。部分高压电架断倒,造成郴州长达7天的停电停水。为保证灾区人民过上一个祥和的春节,电力部门加班加点组织人员进行抢修。在某个吊车无法到达的工地上,某抢修小组采用了先在高压电架旁树立高杆,安装滑轮,然后再向空中的工作平台运送钢架的方法,如图19所示,若某次搬运的是80Kg的钢架,钢架被提升到10m高的工作平台上用了1 min40s,抢修工人所用的拉力为500N(不计绳重和摩擦,g取10N/Kg).求:(1)工人做的总功是多少?
(2)工人拉力的功率是多少?
(3)用滑轮组提升钢架时的机械效率时多少?
![]()