【題目】我國(guó)自行制造的履帶式旋挖井機(jī),用于建筑工地打井作業(yè),它的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。整機(jī)由主機(jī)B、動(dòng)力連桿C和支架E及鋼絲繩H組成,附屬設(shè)備由空心鉆桿A和鉆頭D(大小可根據(jù)需要更換)組成。旋挖井機(jī)工作時(shí),主機(jī)通過C將動(dòng)力傳給A,A帶動(dòng)D豎直往下旋挖,并將挖出的泥沙填充到A內(nèi);停止旋挖時(shí),C與A完全分離,H的拉力可把A、D和泥沙提到地面。部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表:

(1)假設(shè)旋挖井機(jī)用20s將0.5t的泥沙從井下先提高10m,接著又用5s將泥沙水平移動(dòng)3m后卸到地面上,求此過程中,旋挖井機(jī)做的有用功和有用功率。

(2)把已卸掉泥沙的A和D固定好后豎直立放在井中,此時(shí)C與A完全分離且H處于松弛狀態(tài),固定在A上的D的橫截面示意圖如圖所示,其中S為D與泥沙的接觸面積(即圖中的陰影部分),R為D的半徑,求D對(duì)井底泥沙的壓強(qiáng)。

(3)假設(shè)某時(shí)旋挖井機(jī)靠近A一側(cè)的履帶離開地面向上翹起,且只有M點(diǎn)著地,H處于松弛狀態(tài),A對(duì)C豎直向上的力為F,請(qǐng)你比較此狀態(tài)下整機(jī)重力G(重心在O點(diǎn))與力F的大小。

【答案】(1)5×104J, 2×103W;(2)1.04×106Pa;(3)旋挖井機(jī)M點(diǎn)著地,H處于松弛狀態(tài),此狀態(tài)下整機(jī)重力G大于力F。

【解析】

1)由W=Gh=mgh計(jì)算旋挖井機(jī)做的有用功,再由計(jì)算有用功的功率;

(2)由F=G計(jì)算D對(duì)井底泥沙的壓力,由計(jì)算D對(duì)井底泥沙的壓強(qiáng);

(3)旋挖井機(jī)在D對(duì)C向上力F的作用下履帶離開地面向上翹起時(shí),根據(jù)杠桿的平衡條件,由FG的力臂確定FG的大小關(guān)系。

(1)旋挖井機(jī)提高泥沙時(shí),克服泥沙的重力做的是有用功,而水平移動(dòng)移動(dòng)時(shí)不做功,所以,此過程中,旋挖井機(jī)做的有用功是

知道,有用功率是:

(2)卸掉泥沙的AD固定好后豎直立放在井中,此時(shí)CA完全分離且H處于松弛狀態(tài),由表格數(shù)據(jù)知道,當(dāng)鉆頭D半徑是40cm時(shí),直徑為80cm,此時(shí)鉆頭的質(zhì)量是200kg,即鉆頭D對(duì)井底泥沙壓力是

又因?yàn)殂@頭D與泥沙的接觸面積是:,

所以,D對(duì)井底泥沙的壓強(qiáng)是

(3)根據(jù)題意知道,旋挖井機(jī)在D對(duì)C向上力F的作用下履帶離開地面向上翹起時(shí),相當(dāng)于一個(gè)杠桿,由于只有M點(diǎn)著地,即M點(diǎn)為支點(diǎn),由于H處于松弛狀態(tài),對(duì)杠桿沒有力的作用,如下圖:

由杠桿的平衡條件知道,由圖知道 ,即此狀態(tài)下整機(jī)重力G與力F的關(guān)系是: F<G。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,R1與R2并聯(lián)在電源電壓為3V的電路中。只閉合開關(guān)S1時(shí),電流表的示數(shù)為0.3A:同時(shí)閉合開關(guān)S1和S2電流表的示數(shù)為0.5A。則 ( )

A.R1的阻值為60Ω B.R2的阻值為15Ω

C.通過R1的電流是0.5A D.通過R2的電流是0.3A

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】小明和同學(xué)在玩蹺蹺板時(shí)發(fā)現(xiàn),要使蹺蹺板靜止,體重輕的一方通常會(huì)遠(yuǎn)離蹺蹺板的中心,大家在充分觀察和討論后,決定探究杠桿平衡條件

(1)安裝好杠桿后,出現(xiàn)了圖甲所示的情況,此時(shí)應(yīng)將左端的平衡螺母向_____(選填)旋一些,使杠桿在_____位置平衡,這樣操作的目的是為了方便_____。

(2)小明如圖乙的裝置按正確的操作進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示,分析表中的數(shù)據(jù),可以得出的結(jié)論是_____。

(3)小亮調(diào)節(jié)好杠桿在水平位置平衡后,想用彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)了圖丙所示的實(shí)驗(yàn),當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí),他分別量出動(dòng)力FA、動(dòng)力臂LOA、阻力FB、阻力臂LOB,得出:動(dòng)力×動(dòng)力臂阻力×阻力臂的結(jié)論與小明實(shí)驗(yàn)的結(jié)論不同,導(dǎo)致小亮得出錯(cuò)誤結(jié)論的原因是_____。

(4)探究杠桿的平衡條件需要測(cè)多組數(shù)據(jù)。以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)也測(cè)了多組數(shù)據(jù),其中和探究杠桿平衡條件目的相同的有_____(選填序號(hào))

探究凸透鏡成像規(guī)律;用刻度尺測(cè)某個(gè)物體長(zhǎng)度;測(cè)量定值電阻的阻值

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)調(diào)節(jié)托盤天平平衡時(shí),發(fā)現(xiàn)指針停在分度盤的右側(cè)。要使天平平衡,應(yīng)將橫梁右端的平衡螺母向_____(選填)移動(dòng);當(dāng)他用天平測(cè)物體質(zhì)量時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤的左側(cè),這時(shí)應(yīng)該在天平右盤中_____(選填增加減少)砝碼;發(fā)現(xiàn)指針還是偏向分度盤的左側(cè),他應(yīng)_____直至天平平衡。當(dāng)他在天平右盤中放入50g、20g5g的砝碼各一個(gè),并將游碼撥到如圖所示的位置時(shí),指針恰好指在分度盤的中央,則被測(cè)物體的質(zhì)量為_____ g。

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,在水平拉力F的作用下,物體勻速向右運(yùn)動(dòng)的距離為L(zhǎng),水平面對(duì)物體的摩擦力為f,則額外功表達(dá)式為_______________。

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,容器內(nèi)有水,有一塑料試管下面掛一實(shí)心小鐵塊,浮在水面上。則下列說法中正確的是(

A. 小鐵塊受到的浮力等于小鐵塊的重力

B. 將小鐵塊取下放入試管中,容器底部受到液體的壓強(qiáng)不變

C. 將小鐵塊取下放入試管中,試管外壁A點(diǎn)受到液體的壓強(qiáng)增大

D. 若將細(xì)線剪斷,小鐵塊會(huì)沉底,容器底部受到液體的壓強(qiáng)不變

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】圖甲為加油站加油系統(tǒng)示意圖,油罐容積為30m3,為了降低油品損耗,保證油罐運(yùn)行安全,在油罐頂部安裝有調(diào)節(jié)油罐內(nèi)外壓力平衡的呼吸閥。其中吸氣閥(圖乙)管口面積為2×10﹣3m2,重力不計(jì)的吸氣閥蓋在0.6N的恒力作用下堵住吸氣管口。加油時(shí),加油機(jī)內(nèi)油泵自動(dòng)啟動(dòng),加油槍流量控制為Q=5×10﹣4m3/s;(ρ取0.8×103 kg/m3,外界大氣壓取105Pa,g=10N/kg)

(1)某次加油時(shí),加油槍口高出油罐油面3m,所加油的體積為2.5×10﹣2m3,則加油系統(tǒng)克服油的重力做了多少功?(不考慮油面的變化)

(2)若加油槍口橫截面積為4×10﹣4m2,則加油時(shí)油在油槍口處流速是多少米/秒?

(3)若油罐中油的體積為10.04m3,罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)與其體積關(guān)系如下表所示(吸氣閥未打開前氣體質(zhì)量、溫度保持不變),則在加油多長(zhǎng)時(shí)間后,吸氣閥會(huì)立即打開?

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖是電阻甲和乙的I﹣U 圖象,下列說法正確的是(

A. 電阻乙為定值電阻

B. 當(dāng)甲電阻兩端電壓為2V 時(shí),R=0.4Ω

C. 如圖,當(dāng)開關(guān)S閉合,電路電流為0.2A時(shí),R=10Ω

D. 如圖,當(dāng)開關(guān)S閉合,電源電壓為2V 時(shí),電路總電流為0.4A

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】 測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。電源電壓為3V,小燈泡的額定電壓為25V。

1閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于 選填AB,目的是 。

2實(shí)驗(yàn)中,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P到某個(gè)位置時(shí),電壓表的示數(shù)為22V,若想測(cè)量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片P 選填AB端移動(dòng),使電壓表的示數(shù)為 V,這時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,讀數(shù)為 A,則小燈泡的額定功率為 W。

3此實(shí)驗(yàn)還可以只用電流表而不用電壓表也能測(cè)燈泡額定功率,其電路如圖丙所示,R0=10Ω,其中關(guān)鍵的一步是必須調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電流表A2的示數(shù)為 A時(shí),再讀出電流表A1的示數(shù),才能計(jì)算出小燈泡的額定功率。

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