题目内容

16.如图所示,用甲、乙装置分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度,每个滑轮的质量相等.若G1=G2,所用竖直向上的拉力分别为F1和F2,拉力做功的功率分别为P1和P2,两装置的机械效率分别为η1和η2(忽略绳重和摩擦),则F1>F2,η1=η2,P1=P2.(选填“>”“=”或“<”)

分析 (1)由题意可知,两动滑轮和提升物体的重力相等,由图可知两装置中绳子的有效股数,忽略绳重和摩擦,根据F=$\frac{1}{n}$(G+G)得出绳端拉力的关系;
(2)忽略绳重和摩擦时,克服物体重力做的功为有用功,克服物体和动滑轮总重力做的功为总功,根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%比较两装置的机械效率关系,根据P=$\frac{{W}_{总}}{t}$比较拉力做功的功率关系.

解答 解:(1)由图可知,甲动滑轮绳子的有效股数n1=2,乙滑轮组绳子的有效股数n2=3,
因动滑轮的质量相等即重力相等,且G1=G2,忽略绳重和摩擦,
所以,由F=$\frac{1}{n}$(G+G)可知,F1>F2
(2)因忽略绳重和摩擦时,克服物体重力做的功为有用功,克服物体和动滑轮总重力做的功为总功,且两物体提升相同高度,所以,由W=Gh可知,有用功和拉力做的总功均相等,
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%可知,两装置的机械效率关系为η12
因两物体提升相同高度时用的时间相等,
所以,由P=$\frac{{W}_{总}}{t}$可知,拉力做功的功率关系为P1=P2
故答案为:>;=;=.

点评 本题考查了动滑轮和滑轮组拉力、机械效率、功率之间关系的比较,明确有用功和总功以及滑轮组绳子有效股数的确定是关键.

练习册系列答案
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4.体育运动会,小华发现水平抛出的铅球落地时的水平距离不尽相同,这引起了他的思考.于是他设计了如图所示装置进行探究,其中a为铁架台,b为有挡板、形状固定的光滑导轨,c为金属小球或乒乓球(乒乓球的体积比金属球大得多,但质量却小得多).探究前他猜想:水平抛出物体的落地点与抛出点的水平距离s可能与
A.物体静止释放时的高度h有关B.物体抛出点的高度H有关
C.物体的质量有关
(1)为了保证小球能水平抛出,安装导轨时,底端部分应是水平的.若请你用现有的器材来检验导轨的安装是否符合要求,最简单的做法是:将小球放在导轨的底端位置,若小球能静止,则导轨的安装符合要求.
(2)接着小华对猜想A进行探究,需要先控制猜想中B、C两个因素(填写序号).他应怎样实现改变小球的抛出速度:将小球分别从导轨的不同高度自由释放.
(3)下表是小华在实验中测得的数据:
①分析实验序号为1、2、3的数据,可得出的初步结论是:在其它条件相同的情况下,落地点与抛出点水平距离的平方与小球抛出点离地面的高度H成正比;
②综合分析表中所给数据,请你写出s与h、H之间的关系式:s2=4Hh.
实验
序号
抛出点离地面的高度H/m小球释放时的高度h/m落地点与抛出点的水平距离s/m落地点与抛出点的水平距离的平方s2/m2
10.50.10.440.2
20.50.20.630.4
30.50.30.770.6
41.00.10.630.4
51.00.20.890.8
61.00.31.091.2
(4)为了探究猜想C,小华固定导轨的位置,并选择了乒乓球和几个质量不同的金属小球,使它们均从导轨的挡板处开始释放,发现所有金属小球落地点的水平距离s几乎相同,但乒乓球落地点的水平距离s总是较小,这是否证明猜想C成立?不是(选填“是”或“不是”).你的理由是:由于乒乓球体积大、质量小,所受空气阻力的影响比金属小球大,使得抛出的水平距离较小,不能因此认为水平抛出物体的运动距离与质量有关..

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