28.(8分) 如图是简易电动门式起重机的结构示意图,MN为质量可以不计、长4m的横梁,行走装置可以把提起的重物在横梁上左右移动。提升电动机通过钢丝绳和滑轮组提起重物,滑轮组的结构如图所示。已知动滑轮的重力为1×103N,电动机的铭牌“380V 1000W”,钢丝绳重和轮、轴间摩擦不计。当起重机正常工作,提起0.3t的重物以0.2m/s的速度匀速竖直向上运动时:
(1)求电动机拉动钢丝绳的拉力;(保留小数一位) (2)求该起重机的效率;
(3)若行走装置(包括定滑轮),提升电动机的总重是2.2×103N,行走装置使提起的重物沿横梁从中点A移到B点,(A、B两点图中未画出)以M为轴,N点向上的支持力增加了1.55×103N,则BM的距离是多少?(g取10N/kg)
29.“塔吊”是建筑工地上常见的起重设备,在汶川地震灾区救援现场,用“塔吊”可将很重的水泥板方便地吊起并安放到工作区域内。(g取10N/kg)
(1)现有一“塔吊”如图所示,它有一水平臂AB,AO叫平衡臂,OB叫吊臂。C为可移动的滑轮组,C移动的范围是从O点到B点。已知:AO=10m,OB=50m。若“塔身”的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计,在A端所装配重的质量为5t,要想起吊质量为1.25t的水泥板,为安全起吊,C应移动到离O多远的地方?
(2)若“塔吊”20s内将质量为1.25t的水泥板匀速提高了4m,那么,“塔吊”提升水泥板
的功率是多少?如果机械做的额外功是3×104J,“塔吊”的机械效率是多少?
30.(7分)甲、乙两人分别用不同的方法把重100N的物体A从地面匀速提到三楼 (1)甲用图17所示的方法,直接用绳把物体提到三楼,判断该过程绳对物体A的拉力F是否做功时,有两种分析如下表,若分析正确,在表中同一行的空格画“√”
分析一(2)甲用20s把物体由M提到N,他对物体做功的功率多大?
(3)乙用图18所示的方法,通过滑轮把物体捉到三楼,滑轮重10N,人对绳的拉力60N。有人计算乙做的总功过程如下 W=F乙S
②
③
①
F乙?S=6m
联立①②③求出W, 请改正②、③中错误之处
物体在力F的方向上移动了距离,所以拉力F对物体做了功 分析二物体匀速上升,其动能不变,重力势能增加 能量的转化可以通过做功的过程来实现.因为物体的机械能增加了,所以拉力F对物体做了功
G物2?100N?50N 2
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评卷人 得分 一、选择题
1.D 2.D 3.C 4.B 5.D 评卷人 得分 二、填空题
6.(4分)(1)40% (2)高(大)大 (3)3.9(或3.92) 7.640 76.2% 8.420、 70%
9.用口袋装沙子使用动滑轮运上三楼的办法最好 10.Gh Gh/Fs 11.120 75% 12.25062.580% 13.300 80% 评卷人 得分 三、实验探究
14.(8分)(1)见图(1分)
(2)竖直匀速(1分) 弹簧秤读数(1分) 重物上升的距离(1分) 绳的自由端(1分) (3)η=66.7%(1分)
(4)没有考虑动滑轮及绳子所受重力 没有考虑绳子与滑轮间的摩擦(每空1分 15.52.6% 72.6% 长 小
16.(1)机械效率80%,有用功1.5J
做的额外功少,机械效率高 (2)①小车重②斜面长度③斜面粗糙程度 (3)省力
(4)盘山公路(骑自行车爬坡时走S形线路;用木板搭成斜坡推重物上车) 17.(1)1; 1.35; 74% (2)否
(3)正确的。理由要点:有用功一定,减小摩擦力就减少额外功,即减少了总功,提高了机械效率 18. 2 50
19.(1)上、中、下三空分别为71、0.6、0.7;(2)B;(3)高(或大);(4)斜面的粗糙程度(或粗糙程度) 评卷人 得分 四、论述计算题
20.(1)工人做的有用功(2)工人做的总功
(3)定滑轮的机械效率(4)如:滑轮转动时的摩擦. 21.解:距离s=nh=2×2m=4m
机械效率η=Gh/Fs=(800×2)/(500×4)=80% 答:绳端移动的距离为4m,滑轮的机械效率为80% 22.(1)由题意可知:有用功w有=500N×2m=1000J 总功w总=Fs=125N×10m=1250J 故斜面的机械效率为η=w有/w总=80% (2〕斜面长一些省力
23.解: (1)有用功功率P有用=P总?η =1 250W×80%=1 000W 重物上升的速度v物=P有用/G=1 000W/2000N=0.5m/s (2)绳子自由端移动速度vF=P总/F=1 250W/625N=2m/s 所以绳子股数n=vF/v物=2m/s / 0.5m/s =4
因为不计摩擦和绳重,所以动滑轮重:G动=nF-G=4×625N-2 000N=500N 当提升3 500N重物时,每段绳子承受的拉力为 F′=(G′+G动)/n=(3 500N+500N)/4=1 000
24.(1)(2)
(3)
发动机的功率=
25.(1)
(2)因车匀速行驶,所以F=P=Fv=40×7=280W 所以 因为F=
.
.
,即自行车动力为40 N.
所以
(3)节能,无尾气污染;电池可重复利用,或回收等。 26.解:(1)
m=ρV=0.7×103kg/m3×0.05m3=35kg ……(1分) (2)W=FS= ?S=1400N×4.6×l04 m =6.44×107J……(2分) (3) m1=ρV1=0.7×103kg/m3×0.008m3=5.6kg……(1分) Q放=m1q=5.6kg×4.6×l07J/kg=2.576×108 J……(2分) (此步计算无公式亦给分) 答:略
27.(1)200J 250J 80% (2)450J 500J 90%
28.解:⑴物体重G物=mg=0.3×103kg×10N/kg=3×103N
11
F=(G物+G动)=(3×103N+1×103N)≈1.3×103N 33W有用GhGv3×103N×0.2m/s⑵η=====60% 1000WW总PtP
⑶行走装置对横梁的压力F总=3×103N+1×103N+ 2.2×103N=6.2×103N 当行走装置位于A点时:N点支持力为FA: F总·MA=FA·MN FA=
F总·MA11
=×F总=×6.2×103N=3.1×103N MN22
由题意知,行走装置位于B点时,N点支持力: FB=FA+ΔF=3.1×103N+1.55×103N=4.65×103N ∴F总·MB=FB·MN
FB·MN4.65×103N×4m
MB===3m
F总6.2×103N29.(1)根据杠杆半衡条件:F1L1=F2L2
C离O点的距离L2=
(2)G=1.25×104N,W额=3×104J W有用=Gh=1.25×104N×4m=5×104J
P有用=
×100%=62.5%
30.(1)分析一 (√ );分析二 (√ )
(2)对物体所做的功为 W= Gh = 100N×6m = 600 J 功率为 P= W/t = 600 J /20 s = 30W (3) F 乙 = 60N s = nh =2 × 6m =12m