A。 作用在绳索自由端的拉力为400N
B. 此过程所做的有用功为 1200J
D、吊物超重,小车架机械效率降低
【答案】C
【分析】
从图中可以看出,承受物体重量的绳索的节数为n=2,张紧端之间的距离:s=2h=2×3m=6m; 物体所受重力G=mg=38kg×10N/kg=380N; 忽略绳索自重和摩擦力,可得作用在绳索自由端的拉力:F=1/2(G+G运动)=1/2×400N=200N,故A错; 2s内完成的有用功:W = Gh=380N×3m=1140J,故B错; W总=Fs=200N×6m=1200J,滑轮架机械效率:η=W总/W总=1140J/1200J=95%; 因此 C 是正确的; 绳重和摩擦力,动滑轮的重力不变,滑轮架吊起的物体越重,有用功越多,但额外功不变,所以机械效率越高,故D错;
因此,应选择C。
3、在测量“滑轮架的机械效率”的活动中,如瑞朋友在与动滑轮相切的细绳上做了标记A(如图10A),然后用F的拉力垂直将总重量为 G 的挂钩尺寸垂直向下提升。 当吊钩的高度为H时,瑞瑞在与动滑轮相切的细绳上再做一个标记B,测量两点AB之间的距离为2H(如图10B),那么下面需要的数量是正确的 ()
A。 拉力所做的功 W = 2FH
B. 拉力所做的有用功 W 是有用的 = GH [来源:Zxxk.Com]
C。 滑轮架机械效率η<1
D. 小车架机械效率η=G/(3F)
【答案】BCD
【分析】
从图中可以看出,积木架由3根绳索悬挂,物体上升H,绳索末端应上升3H,故拉力所做的功为W=3FH,故A为错误的; 拉力所做的有用功就是克服重力所做的功W有用=GH,故B正确; 因为不可避免地要做额外的功,所以机械效率η<1,所以C是正确的; 滑轮架的机械效率η=Whas/=GH/3FH=G/(3F),故D正确; 应选择 BCD。
4. 如图所示,使用滑轮架提升重物时,可提高机械效率(忽略绳重和摩擦力)()
A、改变绳子的形式
B、减轻动滑轮的质量
C、降低举重物的高度
D.减少被举起的东西的质量
【答案】B
【分析】
提高滑轮架的机械效率可以通过减少有用功或减少内功来实现。 减轻动滑轮的质量可以减少内功,故B正确; 缠绕绳的形式和重物的高度对机械效率没有影响,所以AC是错误的; 降低待改进对象的质量,但减少有用功会降低机械效率,故D错; 选择B。
5、乡镇村民受建房条件限制,不能用吊车将建材吊上楼。 他们经常使用如图所示的设备。 已知每根钢丝绳所能承受的最大拉力为500N,定滑轮质量为0.5kg,动滑轮质量为0.6kg,车厢重量为15N,忽略绳索重量绳索和绳索与滑轮之间的摩擦力,下列说法正确的是 () g=10N/kg。
A。 将物料匀速吊上楼,每次吊装最大物料不能超过1031N
B.使用的定滑轮质量越小,设备的机械效率越高
C、同种材料工人反弹快和同种材料反弹慢比较,工人的做功功率是一样的
D.已知被吊物料的重力,物料以匀速上升10m,可估算出水平拉力F所做的功
【答案】D
【分析】
由题意可知,动滑轮G轮的重力=mg=0.6kg×10N/kg=6N; 由图可知,负载重量与绳段数n=3,忽略绳索自重及绳索与滑轮间的摩擦力,拉力F=1/3(G +G箱+G轮),每次可吊运物料的最大重量Gmax=3Fmax﹣(G箱+G轮)=3×500N﹣(15N+6N)=1479N,故A错; 改变所用定滑轮的质量,不会影响有用功、总功或滑轮架的机械效率,故B错; 同一种材料,工人反弹得快和慢,会做同样的功,只是时间不同,根据公式P=W/t可知,工人做功的力量不同,故C错; 已知被提升物料的重力,用F=1/3(G+G箱+G轮)求拉力; 知道吊运物料的高度,用s=3h求拉力端的距离,用W=Fs估算水平拉力F所做的功,故D正确; 所以应该选D。
6、用同一个滑轮以图A、B两种形式匀速提升一个重100N的物体,已知滑轮的重量为20N,绳索和绳索的重量忽略滑轮的摩擦力。 但()
A.手拉力:FA > FB; 机械效率:η A < η B
B.手拉力:FA = FB; 机械效率:η A = η B
C.手拉力:FA > FB; 机械效率:η A > η B
D、手拉力:FA < FB; 机械效率:η A < η B
【答案】C
【分析】
从图中可以看出,滑轮A是定滑轮,使用这个滑轮并不省力,所以拉力等于物体的重力,即FA = G = 100N; 滑轮B是动滑轮,使用这个滑轮可以节省一半的力,即FB=1/2(G+G运动)=1/2×120N=60N滑轮提升重物的机械效率,所以FA>FB; 两幅图中的W克服物体重力所做的功相同,但B图中拉力所做的功多于克服动滑轮重力所做的功大于总功结合机械效率公式η=W有/W总×100%可知,当有用功相同时,总功越大,机械效率越小。 因此,ηA>ηB; 因此,应选择C。
7、如图所示,物体浸入水底。 工人用200N的拉力F,在10s内匀速将400N的物体提升2m。 重量与摩擦力,g=10N/Kg,则下列说法正确的是()
A。 在漏出海面的物体前,工人匀速提举重物时,拉力为40W
B. 水底物体所受压力为320N
C。 物体体积为8×10-3m3
D. 物体漏出海面后,这个挡块架将使物体的机械效率提高80%以上
【答案】C
【分析】
绳子自由端之间的距离为:s=2×2m=4m,,,所以拉力的功率为80W,所以选项A错误; 用绳索拉动滑轮架的力为:,,故选项B错误; 由阿基米德原理可得:选项C正确,选C; 物体漏出海面后滑轮提升重物的机械效率,物体对滑轮架的拉力变大,有用功变大,额外功不变,所以机械效率变大,即小于80%, D选项错误。 答案:C
8、如图所示,用滑轮架将600N的重物在10s内匀速提升2m,动滑轮的重量为100N(不包括绳索重量和摩擦力)。 以下哪项陈述是正确的?
A。 绳索自由端拉力70W
B. 滑轮架机械效率85.7%
C。 举重过程中额外做功400J
D.当增加的重量达到400N时,滑轮架的机械效率会增加
【答案】B
【分析】
根据图示,n=2,忽略绳重和摩擦力,拉力:F=1/2(G+G轮)=1/2(600N+100N)=350N,拉端连接距离:s= 2h=2×2m=4m,总功:W总=Fs=350N×4m=1400J,拉力:P=W总/t=1400J/10s=140W; 所以A错了; 有用功:W有用=Gh=600N×2m=1200J,小车架机械效率:η=Wy/=1200J/1400J≈85.7%,故B正确; 提重物过程中所做的额外功:W量=W总﹣W有用=1400J-1200J=200J,故C错; (4)当重物重力降低到400N时,所做的有用功变小,而额外功几乎不变,有用功占总功的比例变小,因此滑轮架的机械效率变小,所以 D 错误; 所以应该选B。
9、用图A所示的滑车从水底吊起物体M。已知被吊起的物体M的质量为76kg,M的体积为3×10-3m3。 当物体M不漏出海面时,绳索自由端的拉力F以0.5m/s的恒定速度将物体M升至10m的高度。 在此过程中,拉力 F 所做的功 W 随时间 t 的变化如图 B 所示,忽略绳索重量和摩擦力大小。
求:(g=10N/kg)
(1)求物体M的重力?
(2)求动滑轮上端吊钩上绳索的张力?
(3)请问滑轮架提高重物机械效率?
【答案】 (1) 物体M 的重力为760N。 (2)动滑轮上端吊钩上钢丝绳的拉力为730N。
(3)提升重物小车架机械效率为91.25%。
【分析】
(1)物体M的重力G=mg=76kg×10N/kg=760N
(2) 因为物体还没有漏出海,所以V行=V物体
F浮=ρ水gV排=ρ水gV料=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N
当物体在水中匀速上升时,三个力平衡,所以F绳=F物体-F浮
那么F绳=760N-30N=730N
(3) 物体运动时间
根据图B,此时绳索自由端的张力F所做的总功为8000J
W有用=F绳×h物体=730N×10m=7300J
所以它的机械效率:
10、如图所示,利用滑轮架装置,带动水平面上的物体匀速运动。 已知物体在水平面上所受的滑动摩擦力是重力的0.1倍,匀速推动物体的距离为1m。 当物体质量为2kg时,滑轮架的机械效率为50%,与绳索重量及绳索与滑轮间的摩擦力无关。 求:
(1)物体质量为2kg时,在水平面上遇到的滑动摩擦力;
(2) 动滑轮的重力;
(3) 当质量为10kg的物体以0.1m/s的匀速运动时,拉力F的大小。 [来源:Z§xx§k.Com]
【答案】(1)2N; (2) 2N; (3) 1.2W
【解析】(1)G=mg=2kg×10N/kg=20N,由题意可知,水平面上的滑动摩擦力fslip=0.1G=0.1×20N=2N;
(2) 从题意看,总功W total = 3Fs; 有用功 W has = f slip s;
还; 机械效率
解为 G = 2N
(3)当m1=10kg时,F=(G动+f滑1)=(2N+0.1m1g)=2N+0.1×10kg×10N/kg)=4N
所以拉力F的功率为P=3Fv=4N×3×0.1m/s=1.2W。
11、如图所示,小刚想把一袋粮食从地上抬到屋顶上。 在不考虑绳索重量和摩擦力的情况下,小刚利用动滑轮将一袋重40N的粮食匀速提升10m。 他使用的拉力为25N,在整个过程中,小刚所做的有用功为J,总功为J,动滑轮的机械效率为; 意愿(可选填“增加”、“减少”或“不变”)。
【答】400; 500; 80%; 大
【分析】
从题意可以知道小刚做的有用功:W有用=Gh=40N×10m=400J; 由图可知,n=2,拉端间距离:s=2h=2×10m=20m,拉动所做的总功:W总=Fs=25N×20m=500J,动件的机械效率皮带轮:η=W有/W总=400J/500J=80%; 这道题用到的动滑轮没有变,所以这个过程中所做的额外功没有变,因为物体的重力减小,有用的功就会减少。 根据公式η=Whave/=Whave/(Whave+W量)可以看出,有用功占总功的比例会变小,因此机械效率变大。
12、用同一个滑轮和绳子组成如图所示A、B两个滑轮架,将同一物体提升到同一高度。 在忽略绳索自重和机械摩擦力的情况下,A所用的拉力与B所用的拉力相等。 A、B滑轮架的效率(填写“大于”、“等于”或“小于”)。
【答】大于; 等于
【解析】由图可知:A用两段绳子承受物体的重量,所以FA = (G物体+G运动量)/ 2; B用3段绳子来承受物体的重量,所以FB = (G物体+G运动))/3; 由此可见,A所用的拉力小于B所用的拉力; 因为动滑轮和物体A、B两个滑轮的重力相同,所以额外做功等于有用功,根据η=W有/(W有+W量),可以可见机械效率是相等的。
13、某实验组在滑轮架机械效率测量实验中得到的数据见表,实验装置见图。
(1) 实验中,弹簧测力计应沿垂直方向驱动。
(2) 从表中的数据可以分析出第二个实验是用图中所示的装置进行的(选择“A”或“B”)。
(3) 通过实验一和实验二的数据分析可以推断,当使用不同的滑轮架吊起相同的重量时,动滑轮的数量越多(动滑轮的质量越大),滑轮的重量越大。 框架的机械效率(选择“更高”、“相同”或“更低”)。
(4) 群友用第二个实验用的设备做第三个实验。 表中第三个实验省略绳端连接距离s,但第三个机械效率η=(保留3位有效数字)。
【答案】(1)匀速; (2)乙; (3) 降低; (4) 83.3%
【分析】
(1) 实验中,应以恒定速度垂直向下驱动弹簧测力计,以保证拉力恒定; (2) 从表中的实验数据可以看出,n=s/h=0.4m/0.1m=4,该实验是用图B所示的装置进行的; (3) 从表中第一次实验和第二次实验的数据可以看出,当用不同的滑轮架起吊同样的重量时,动滑轮的数量越多(动滑轮的质量越大滑轮),滑轮架的机械效率越低; (4) 从表中实验二的数据可以看出,绳端间距为钩码高度的4倍,实验三采用同样的装置,实验三:绳端间距s=4h; 机械效率η=W有/W总=Gh/Fs=G/nF=6N/7.2N≈83.3%。
14、同事用如图所示的实验装置,对小车架的机械效率进行了测试,相关数据记录在下表中。
(1)实验中,用滑轮架吊重物时,应使弹簧测力计垂直向下。
(2) 在第二个实验中,钩码在2s内上升到0.1m的高度,因此它的移动速度为m/s。
(3) 实验三中,绳端间距为m,滑轮架的机械效率为 。
(4)分析比较第一次和第二次实验的数据,有效功W1有W2,滑轮架机械效率η1η2(两个空格都选“>”“=”或“<”)。 由此可见,提高小车架机械效率的途径多种多样。
【答案】 (1) 匀速 (2) 0.05 (3) 0.4580% (4) << hook (减轻物体重量)
【分析】
(1)实验中利用了两个力平衡的知识,因此在吊起重物时,应使弹簧测力计以恒定的速度垂直向下;
(2) 实验二中,2s内吊钩上升高度为0.1m,则其移动速度为:;
(3) 由于由三段绳子承载,在第三个实验中,绳子端部之间的距离是物体之间距离的三倍,即0.45m,滑轮架的机械效率为: ;
(4)分析比较第一个实验的有用工作是:W1有两个=G1h1=4N×0.1m=0.4J; 第二个实验有数W2=G2h2=6N×0.1m=0.6J; 有用功W1有2个; 滑轮架的机械效率;
;
得到η1