题目内容

1.有一个重100N的物体放置在水平地面上,为了将其提升到高处,小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置.当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图丙和丁所示.若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2,不计摩擦和绳重,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向上.求:

(1)物体放置在水平地面上时对地面的压强.
(2)在0~1s内,拉力F做的功.
(3)在1~3s内,滑轮组的机械效率η.

分析 (1)知道物体的重力和与地面的接触面积,利用公式P=$\frac{F}{S}$计算压强;
(3)从甲图中找出0~1s内对应的拉力F,从丁图找出对应的物体上升的高度h,根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功;
(3)根据丙图发现在1~3s内是匀速提升物体的,找出乙图上对应的拉力,根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$就可以计算出滑轮组的机械效率.

解答 解:(1)已知物体的重力G=100N,与地面的接触面积S=5×10-2m2;则
物体放置在水平地面上时对地面的压强:P=$\frac{F}{S}$=$\frac{100N}{5×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2×103Pa;
(2)由乙图知,在0~1s内对应的拉力F=50N;由丁图知这段时间物体升高的高度h=1.25m,
故拉力F做的功:W=Fs=F×3h=50N×3×1.25m=187.5J;
(3)由丙图知,在1~3s是匀速提升重物,此时拉力F=40N;
故滑轮组的机械效率:η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%=$\frac{100N}{3×40N}$×100%=83.3%.
答:(1)物体放置在水平地面上时对地面的压强为2×103Pa.
(2)在0~1s内,拉力F做的功为187.5J.
(3)在1~3s内,滑轮组的机械效率为83.3%.

点评 本题是一道力学综合题,涉及到压强、机械效率和功的计算,能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键.

练习册系列答案
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9.阅读短文,回答问题:
巨磁电阻效应
1988年阿尔贝•费尔和彼得•格林贝格尔发现,在铁、铬相间的三层复合电阻中,微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化,这种现象被命名为“巨磁电阻效应”.更多的实验发现,并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”.组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”.进一步研究表明,“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时.用R0表示未加磁场时的电阻,R表示加入磁场后的电阻,科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相同)的关系图甲所示.1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理,研制出“新型读出磁头”,将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息.
(1)以下两种金属组成的三层复合膜可发生“巨磁电阻效应”的是A.
A.镍、铬       B.铜、银       C.铜、铬      D.铁、镍
(2)对铁、铬组成的复合膜,当膜层厚度是2.2nm时,这种复合膜电阻不具有(选填“具有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”.
(3)“新型读出磁头”可将微弱的磁信息转化为电流信息.
(4)铁、铬组成的复合膜,发生“巨磁电阻效应”时,其电阻R比未加磁场时的电阻R0小(选填“大”或“小”)得多.
(5)图乙是硬盘某区域磁记录的分布情况,其中1表示有磁区域,0表示无磁区域.将铁、铬复合膜制成的“新型读出磁头”组成图乙所示电路,当磁头从左向右匀速经过该区域过程中,电流表读数变化情况应是图丙中的C.
16.阅读短文,同答问题:
电磁流量计
流量指的是液体在单位时间内通过某横截面的体积,电磁流量计是用来检测导电液体流量和流速的仪表,它是利用电磁感应的原理制成的.
图甲是用来检测血流速度和血流量的电磁流量计,又称电磁血流计.使用时,将血管放置于两磁极之间,金属电极a、b与血管壁接触,仪表与口a、b相连.血液在血管中流动时,a、b间就会有电压,电流流过仪表从而显示出血流速度和流量.
某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度与n的关系.n为病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值,测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如表
n1.000.900.800.750.60
v(m•s-1)0.1800.2000.2250.2400.300
研究表明,当血液在管内流动时,受到的阻力f与血液的流速v成正比,即f=kv,k为常数,血管横截面积越小,血液流速越快,受到的阻力越大,心脏的负担就越重.

(1)测得某液体的流速为0.2m/s,流量为10 -4m3/S,则管子的横截面积为5×10-4m2.
(2)利用电磁流量计不可以(可以/不可以)测量某食用油管道中油的流量.
(3)关于电磁血流计,下列说法中正确的是C.
A.电磁流量计的原理与电动机的原理相同
B.电磁流量计上的仪表是由电压表改装的
C.调换两磁极的位置,流过仪表电流的方向改变v
D.改变血流方向和调换两磁极的位置,流过仪表电流的方向改变
(4)在图乙中画出v与n的关系图象,
(5)心脏主动脉血管的横截面积变化时,心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化.若当n=1时,心脏推动血液流动的功率P=P0,则当n=0.5时,心脏推动血液流动的功率P=4P0.

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