28.如图所示,滑轮组工作时摩擦不计。
(1)当被提升的物重为90N时,绳端施加40N的拉力可以使物体匀速上升,求滑轮组的机械效率η1;
(2)当被提升的物重为120N时,绳端需施加多大的力可使物体匀速上升?这时滑轮组的机械效率η2何值?
29.斜面也是一种简单机械。如图所示,已知斜面上木箱的质量m=40kg,人对木箱的拉力F=75 N,斜面长s=4 m,斜面高h=0.5m。求: ①木箱受到的重力(g取10 N/kg); ②斜面的机械效率。
评卷人 得分 五、综合题
30.2010年5月18日国际博物馆日,广东南澳海域的“南澳I号”水下考古发掘现场,成为了本处度由国家文物局主办的“文化遗产博览月”开幕地点,如图为打捞沉船里一货箱的模拟图片,问:
(1)用声呐探测到沉船的回声时间是0.04s,沉船在水下的深度为多少? (声音在海水中的传播速度1450m/s)
(2)海水对沉船的压强为多少?(不计沉船的高,海水的密度约为)
(3)己知动滑轮及附属部件的总重为3000N,将一重为4000N的货箱匀速打捞水面时,每根钢绳的拉力F为多大?
(4)若每只货箱重力相同且不可分割,钢绳的最大拉力为5000N,则在货箱离开水面被匀速拉起的过程中,该滑轮组的机械效率最大可达多少?(不计摩擦和钢绳重)
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评卷人 得分 一、选择题
1.D 2.D 3.B 4.B 5.D 6.B 评卷人 得分 二、填空题
7.640 76.2% 8.80% ;20 9.80% 变大 10.55%
11.0.683.3%83.3%<η<100% 评卷人 得分 三、实验探究
12.(1)重物 刻度尺 (2)s h G 总功 有用功 机械效率 (3)略 13.52.6% 72.6% 长 小 14.(1)1.5(1分) 0.4
(2)
15.(1)88.9%
(2)被提升的物体重量;被提升的物体越重,它的机械效率越大 16.(1)1 0.3 83.33% (2)大于
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.(1)图略(提示:使绳子向上拉) (2)56N 89% (3)最大能提起的物重为270N,最大机械效率为90%。 评卷人 得分 四、论述计算题
19.⑴越小
WPtP60×103W
⑵①F=====2×104N ssv1.5m/s×2
W有用GhGvtGv3×104N×1.5m/s②η======75% PW总PtPt 60×103W20.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%
21.这是一道力学,将简单机械与浮力综合起来,在水中克服的阻力为F阻=G-F浮
(2)PF=Fv=1.6N×0.5m/s=0.8W . 22.若斜面是光滑的,则拉力F=Gh/L;
若斜面不光滑,则根据实际拉力和斜面长度求出总功 W总=F实L 由物重和斜面高求出有用功 W有用=Gh 则斜面机械效率
当斜面光滑时,F拉=Gh/L=700N*2m/10m=140N 当斜面不光滑时,W总=F实L=400N*10m=4000J W有用=Gh=700N*2m=1400J =1400J/4000J=35% 23.0.85%
24.分析:滑轮组上拉船靠岸的绳子段数n=5 (1)船受到的阻力 f=0.01G=0.01
=1.02
,
人拉绳子自由端移动的距离是船移动距离的5倍,滑轮组的机械效率
(2)船靠岸的速度
绳子自由端移动的速度
则人拉绳子的功率为
人对船做功的有用功率为
25.解:(1)W总=Fs=300N×2m=600J (2)W有=Gh=500N×1m=500J
26.(1)重物对地面的压强为: P1=F1/S1=G/a2=640N/(0.8m)2=1000Pa (2)略
(3)滑轮组的机械效率为:
η=W有/W总=Gh/Fs=Gh/F.nh=G/Fn=640N/320N×3=67% 27.(1)24000J (2)60%
28.(1)75% (2)先利用问题1的条件求动滑轮重30N 再求机械效率80% 29.每小题2分
(1)G=mg=40kg×10N/kg=400N (2分) (2)W有用=Gh=400N×0.5m=200 J W总==75N×4m=300 J(1分)
η=W有用/W总=200 J/300 J=66.7%(1分) 答:重力为400 N,机械效率为66.7%。 评卷人 得分 五、综合题
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30.解:⑴沉船在水下的深度:h=vt=×1450m/s×0.04s=29m 22
⑵海水对沉船的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×29m=2.842×105Pa 11
⑶钢绳的拉力:F=(G货+G动)=(4000N+3000N)=1750N 44
⑷讨论:若钢绳的最大拉力F1为5000N时,此装置的机械效率可达最高, 设此时提起货箱的个数为n,对动滑轮及附属部件和货箱进行受力分析可得: 4F1=nG货+G动
4F1-G动4×5000N-3000N即:n===4.25 4000NG货因货箱不可分割,所以取:n=4
即当一次提起4个货箱时,此装置的机械效率可达最高。 此时滑轮组提起货箱的总重力:G=45G货=4×4000N=1.6×104N
11
绳子拉力:F2=(G+G动)=(1.6×104N+3000N)=4750N 44W有Gh1.6×104Nh此装置的机械效率:η====84.2%
W总Fs4750N×4h