题目内容
19．
如图所示，课外研究小组的同学们利用卷扬机和滑轮组（图中未画出）以0.1m/s的速度匀速提升重为2000N的物体，该物体密度为2×103kg/m3．提升重物过程中，卷扬机对绳子自由端的最大拉力为250N时，滑轮组的机械效率为80%．不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，g取10N/kg．求：（1）物体未露出水面时受到的浮力；
（2）卷扬机对绳子自由端拉力的最小功率；
（3）课外研究小组中的小聪认为：在不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力的情况下，改变滑轮组的绕绳方式，能够提高滑轮组的机械效率．请分析说明这种想法是否正确？
分析 （1）根据物体的重力可求得其质量，根据质量和密度可求得其体积，物体未露出水面时，V排=V物，再由F浮=ρ水gV排可求得物体未露出水面时受到的浮力；
（2）画出重物完全在水下和完全离开水面后的受力分析图，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$可求得动滑轮重，根据η=$\frac{G}{n{F}_{max}}$可求得绳子的股数，然后可求最小拉力，再利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求得最小功率．
（3）以重物完全离开水为例，结合η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%分析这种想法是否正确．
解答 解：（1）物体质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2000N}{10N/kg}$=200kg，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得：
V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{200kg}{2×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=0.1m3，
物体未露出水面时V排=V物=0.1m3，
则受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N，
（2）将重物和动滑轮看做整体，重物完全在水下和完全离开水面后的受力分析图如下图所示：
则η1=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{F（nh）}$×100%=$\frac{Gh}{（G+{G}_{动}）h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$×100%=$\frac{2000N}{2000N+{G}_{动}}$×100%=80%，
解得G动=500N，
由η1=$\frac{G}{n{F}_{max}}$×100%=$\frac{2000N}{n×250N}$×100%=80%，
解得n=10，
则nFmin=G-F浮+G动，
Fmin=$\frac{2000N-1000N+500N}{10}$=150N，
则Pmin=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fminv=150N×10×0.1m/s=150W．
（3）小聪的想法是不正确的，以重物完全离开水为例，
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{F（nh）}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$×100%，
由此可见，改变绳子的缠绕方式，只能改变自由端拉力F，有用功和总功都没有变化，所以η不变．
答：（1）物体未露出水面时受到的浮力为1000N；
（2）卷扬机对绳子自由端拉力的最小功率为150W；
（3）小聪的想法是不正确的，改变绳子的缠绕方式，只能改变自由端拉力F，有用功和总功都没有变化，所以η不变．
点评 本题为力学综合题，考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、滑轮组拉力的计算方法、力的合成的掌握和运用，具有一定的难度．
| A． | 摩擦起电说明，用摩擦的方法可以创造电荷 | |
| B． | 电能属于一次能源 | |
| C． | 一间教室内的几盏照明灯是串联的 | |
| D． | 在电路中，用电器是将电能转化为其他各种形式能量的转化器 |
2010年10月1日下午18时59分57秒，中国探月二期工程先导星“嫦娥二号”在西昌点火升空，准确入轨，赴月球拍摄月球表面影象、获取极区表面数据．10月6日11时6分，在北京航天飞行控制中心的精确控制下，嫦娥二号卫星成功实施第一次近月制动，32分钟后，卫星顺利进入周期约12小时的椭圆环月轨道．“嫦娥二号”在一个绕月椭圆轨道上运动的过程中，如图所示，当“嫦娥二号”由近地点向远地点运行时，动能减小，重力势能增大，速度减小．（填“增大”、“减小”或“不变”）
如图为一木块在同一水平桌面上从左向右运动的频闪照片图．由图可知木块在做变速直线运动，从左到右的过程木块受到的摩擦力不变（选填“变大”“变小”“不变”）
如图是科学家法拉第发明的圆盘发电机结构图，在磁场中转动的不是线圈，而是一个紫铜做的圆盘，圆盘的边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧密接触，用导线把电刷与灵敏电流计连接起来，当圆盘在磁场转动时，灵敏电流计的指针偏向一边，这说明电路中产生了持续的电流，该装置能够发电所利用的原理是电磁感应．
| A． | 电磁波和声波在空气中的传播速度都是340m/s | |
| B． | 电磁波和声波都能在真空中传播 | |
| C． | 手机无线上网是利用电磁波传输信息 | |
| D． | 电磁波能传递能量，声波不能传递能量 |