题目内容
2.在生产中,人们往往用的是由杠杆、滑轮等简单机械组合而成的复杂机械.在一次综合实践活动中,小明同学分别用一轻质杠杆(O为支点,OA=3OB)、一只滑轮和一些细绳构成的组合机械来提升重120N的物体.他先单独使用一个动滑轮来提升重物如图甲所示,然后又用动滑轮和杠杆组成的组合机械来提升重物,如图乙所示.(1)在不计机械重,绳重,部件间摩擦时,F1=60N,F2=20N.
(2)若用n股绳子组成如图丙所示的滑轮组,提起重力为G的物体,若动滑轮的重力为G动,忽略轴间摩擦和绳重,求证:当提起的重物重力G变大时,滑轮组的机械效率也变大.
分析 (1)甲图动滑轮上有两端绳子,拉力是重力的一半,乙图中,已知动滑轮上拉力的大小,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,可求拉力F2的大小.比较两拉力的大小,就可得出使用乙图组合机械的好处;
(2)忽略摩擦及绳重时,额外功为克服动滑轮的重力所做的功,有用功和额外功的和为总功,再根据滑轮组的机械效率得出表达式,进一步得出结论
解答 解:(1)甲图拉力是重力的一半,F1=$\frac{G}{2}$=$\frac{120N}{2}$=60N,
乙图中F1•OB=F2•OA,
所以F2=$\frac{{F}_{1}×OB}{OA}$=$\frac{60N}{3}$=20N.
很明显60N>20N,所以使用乙图组合机械的好处是可以更加省力;
(2)忽略摩擦及绳重时,额外功为克服动滑轮的重力所做的功,滑轮组的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{额}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{动}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$=$\frac{1}{1+\frac{{G}_{动}}{G}}$,
所以当提升的物体重力增大时,滑轮组机械效率增大.
答:(1)60N;20N;
(2)推导说明如上所示.
点评 本题考查滑轮组绳子拉力的计算和机械效率的计算,关键是根据杠杆的平衡条件求拉力的大小.
练习册系列答案
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9.
蜡烛、凸透镜、光屏的位置关系如图所示时,光屏上得到清晰的像.若在蜡烛与凸透镜之间放一个近视眼镜,甲同学说光屏向左移动才能呈现清晰的像,乙同学说光屏向右移动才能呈现清晰的像.若在蜡烛与凸透镜之间放一个远视眼镜,丙同学说光屏像左移动才能呈现清晰的像,丁同学说光屏向右移动才能呈现清晰的像.以上说法中正确的是( )
| A. | 甲、乙 | B. | 乙、丙 | C. | 丙、丁 | D. | 甲、丁 |
6.
利用如图所示的装置探究平面将成像特点.
(1)实验时应选较薄(较厚/较薄)的玻璃板代替平面镜竖立在水平桌面上
(2)在玻璃板前放置棋子A,将完全相同的棋子B放在玻璃板后并移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至B与A的像完全重合,由此可得结论:像与物的大小相等.
(3)改变A的位置,重复(2)中步骤并分别测出A和B到玻璃板的距离,记录在表中,再次改变A的位置,重复刚才的步骤并记录.
(4)分析表中数据,可以得到结论:像与物体到平面镜的距离相等;进行多次实验是为了使实验结论更具有普遍性(选填“减小误差”、“使实验结论更具有普遍性”)
(1)实验时应选较薄(较厚/较薄)的玻璃板代替平面镜竖立在水平桌面上
(2)在玻璃板前放置棋子A,将完全相同的棋子B放在玻璃板后并移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至B与A的像完全重合,由此可得结论:像与物的大小相等.
(3)改变A的位置,重复(2)中步骤并分别测出A和B到玻璃板的距离,记录在表中,再次改变A的位置,重复刚才的步骤并记录.
(4)分析表中数据,可以得到结论:像与物体到平面镜的距离相等;进行多次实验是为了使实验结论更具有普遍性(选填“减小误差”、“使实验结论更具有普遍性”)
| 序号 | 1 | 2 | 3 |
| A到玻璃板的距离/cm | 3.00 | 5.00 | 8.00 |
| B到玻璃板的距离/cm | 3.00 | 5.00 | 8.00 |
7.演奏同一乐曲时,人们能分辨出二胡和小提琴发出的声音,主要是因为二胡和小提琴发出声音的( )
| A. | 响度不同 | B. | 音调不同 | C. | 音色不同 | D. | 节奏不同 |