题目内容

1．随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善．小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图甲所示的材料搬运方案（其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦）．
（1）计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力？
（2）小明爸爸观察了该装置后，他想如果将该装置的滑轮位置颠倒（如图乙所示）是否会更省力一些，请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确．
（3）这两种方案的机械效率之比？

分析 （1）因不计绳重及摩擦，利用F=$\frac{1}{n}$（G轮+G物）求出拉力，和绳子所能承受的最大拉力比较得出答案；
（2）由题知，动力的方向要向上，所以可以从绳子末端绕起，依次通过动滑轮、定滑轮绕成；再根据F=$\frac{1}{n}$（G轮+G物）求此时拉力大小，判断小明爸爸的说法是否正确；
（3）甲乙两图有用功相同，上面求出了拉力大小，再求出拉力做的总功，利用机械效率的公式求出甲乙两图的机械效率，再求比值．

解答 解：（1）如图甲，物重由3股绳子承担，n=3，因不计绳重及摩擦，拉力：
F=$\frac{1}{3}$（G轮+G物）=$\frac{1}{3}$（30N+600N）=210N，
因为210N＜250N，
所以，没有超过绳子的最大拉力；
（2）要求动力方向向上，先从绳子末端反方向绕起，通过下面的动滑轮，再通过上面的定滑轮，依次绕过，最后固定在定滑轮下面的挂钩上，如图所示；
此时n=4，拉力：
F′=$\frac{1}{4}$（2G轮+G物）=$\frac{1}{4}$（2×30N+600N）=165N＜F，
所以这种设计更省力，小明爸爸的说法是正确的；
（3）甲图机械效率：
η甲=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{600N×h}{210N×3h}$=$\frac{20}{21}$，
乙图机械效率：
η乙=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}^{′}}$=$\frac{Gh}{F′s′}$=$\frac{600N×h}{165N×4h}$=$\frac{10}{11}$，
η甲：η乙=$\frac{20}{21}$：$\frac{10}{11}$=22：21；
答：（1）绳子的拉力没有超过绳子的最大承受力；
（2）如图所示，小明爸爸的想法是正确的；
（3）两种方案的机械效率之比为22：21；

点评 本题考查了学生对有用功、总功、机械效率、滑轮组绕法的了解与掌握，利用好“当不计绳重和摩擦时，拉力和物重的关系[F=$\frac{1}{n}$（G轮+G物）]”是本题的关键．

练习册系列答案
相关题目
11．如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置．
（1）为了探究像和物的大小关系，点燃了一支蜡烛A置于玻璃板前，实验中，我们透过（填“透过”或“不用透过”）玻璃板来观察这支蜡烛的像．然后用另一根完全相同的蜡烛B放在玻璃板后，前后左右移动蜡烛B，直至看上去与A的像完全重合，由此得出平面镜所成的像和物大小相等；
（2）若实验中无论怎样移动蜡烛B，也无法与蜡烛A的像完全重合，原因可能是玻璃板与纸面（桌面）不垂直
（3）移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏不能（填“能”或“不能”）承接到蜡烛A的像．
12．在“制作橡皮筋测力计”的活动中，同学们发现，在一定的范围内，橡皮筋受到的拉力越大，橡皮筋的长度越长．根据这一现象，小明和小丽提出各自猜想（如图），究竟谁的猜想正确呢，他们决定一起通过实验来验证自己的猜想．
（1）要完成实验，除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩码、铁架台和细线外，还需要的器材是刻度尺．准备好器材后他们便进行实验，选将橡皮筋一端固定在铁架台上，然后用细线系住橡皮筋的另一端以便挂钩码，然后进行测量．
（2）小明和小丽的实验记录数据如表：
1拉力（钩码总重）F/N00.51.01.52.02.5
2橡皮筋的总长度L/cm4.55.15.76.36.97.5
3橡皮筋伸长的长度△L/cm00.61.22.43.0
①没有挂钩码时，橡皮筋的长度L0=4.5cm．
②请将表格中第3行的数据是1.8cm．
③要判断的猜想是否正确，应对表格中的1、2（填序号）两行数据进行分析比较．
④分析表格中的数据，你认为实验能初步验证小明的猜想是正确的，你的判断依据：橡皮筋伸长的长度与每次的拉力的比值为一常数．
（3）本实验中使橡皮筋伸长的力是细线的拉力（选填“钩码的重力”、“钩码的拉力”、“细线的拉力”）
9．如图所示的四种运动中，重力势能转化为动能的是（　　）
A．
运动员被蹦床弹起		B．
小球从B到C的运动过程
C．
跳伞运动员匀速降落过程		D．
卫星从远地点向近地点运动
16．在学习了密度知识后，物理兴趣小组同学准备测暈牛奶的密度．他们选取的实验器材有：牛奶、量筒、天平（配砝码）、烧杯．
（1）小组同学设计了两套实验方案：
方案A：①用调节好的天平测量出空烧杯的质量m1；②向烧杯倒入一些牛奶，测出它们的总重力m2，则这些牛奶的质量为m2-m1；③再将烧杯中的牛奶倒入量筒中，测出牛奶的体积V1；④计算出牛奶的密度ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{V}_{1}}$．
方案B：①用调节好时天平测出装有适量牛奶的烧杯m2；②将烧杯中的一部分牛奶倒入量筒中，记录量筒中的牛奶体积V2：③测出烧杯及剩下牛奶的总质量m4；④计算牛奶的密度ρ=$\frac{{m}_{3}-{m}_{4}}{{V}_{2}}$．
（2）实验结束后，小组同学对两套实验方案进行了评估：通过分析交流上述两种方案后，你认为方案A中，牛奶的体积（质量/体积）测量误差较大，导致牛奶密度的测量值比真实值偏大 （大/小）．
6．如图所示，水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯，分别装入适量的质量相等密度不同的盐水，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中，鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态，在乙烧杯中处于漂浮状态．下列判断正确的是（　　）
A．鸡蛋在乙中受到的浮力大
B．甲杯中盐水密度小
C．放入鸡蛋后，甲杯对桌面的压力大
D．放入鸡蛋后，甲、乙两烧杯底部受到的压强相等
13．两组同学分别做“探究二力平衡条件”的实验：第一小组的两位同学分别选择木片和纸片做实验的装置如图甲中a、b所示；正确的选择是用b　（选填“a”或“b”）图装置完成实验，理由是减小物体重力对实验的影响．
（2）第二小组同学为了探究平衡时两个力的大小关系设计两个实验装置如图乙中c、d所示，符合实验要求的是d（选填“c”或“d”）图，理由是两个力必须作用在同一物体上．
10．如图所示为钓鱼竿钓鱼时的示意图，O为支点，F1表示手对钓鱼竿的作用力，请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂及F1的力臂L1、L2．
17．如图所示，某同学用甲图的装置将重为17N的物体匀速提升0.2m，所用的拉力F=10N．在这一过程中，绳子自由端向上移动的距离是0.4m，机械效率为85%．若他只改变绕绳方式将装置变成图乙，则机械效率会变大．（选填“变大”、“变小”或“不变”）

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