12.如圖所示,已知斜面長2m,高1m,繩端拉力為200N.利用這個滑輪裝置將重為60kg的物體在5s內(nèi)從斜面的底端勻速拉到頂端.(忽略繩子和滑輪重、繩子與滑輪的摩擦)在此過程中:
(1)物體沿斜面向上運動,繩端移動的速度為多少?
(2)拉力做功的功率是多少?
(3)斜面的機械效率是多少?
(4)斜面對物體的摩擦力是多少?

分析 (1)根據(jù)動滑輪的特點求出繩端移動距離,再利用速度公式求繩端移動的速度;
(2)利用W=Fs求拉力做的功,利用P=$\frac{W}{t}$求拉力做功功率;
(3)利用W=Gh=mgh求有用功,求出動滑輪對物體的拉力,利用W=Fs求動滑輪對物體拉力做的功,再利用效率公式求斜面的機械效率;
(4)動滑輪對物體拉力做的額外功等于總功減去有用功,利用W=fs求摩擦力.

解答 解:(1)圖中為動滑輪和斜面的組合機械,
則物體從斜面的底端勻速拉到頂端時,繩端移動的距離:s=2×2m=4m,
繩端移動的速度:
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{4m}{5s}$=0.8m/s;
(2)拉力做的功W=Fs=200N×4m=800J,
拉力做功的功率:
P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{800J}{5s}$=160W;
(3)有用功:W有用=Gh=mgh=60kg×10N/kg×1m=600J,
忽略繩子和滑輪重、繩子與滑輪的摩擦,動滑輪對物體的拉力F=2F=2×200N=400N,
動滑輪對物體的拉力做功:
W′=Fs=400N×2m=800J,
斜面的機械效率:
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}′}$=$\frac{600J}{800J}$×100%=75%;
(4)動滑輪對物體拉力做的額外功:
W=W′-W有用=800J-600J=200J,
由W=fs可得摩擦力:
f=$\frac{{W}_{額}}{{s}_{物}}$=$\frac{200J}{2m}$=100N.
答:(1)物體沿斜面向上運動,繩端移動的速度為0.8m/s;
(2)拉力做功的功率是160W;
(3)斜面的機械效率是75%;
(4)斜面對物體的摩擦力是100N.

點評 本題考查了速度公式、功的公式、功率公式、效率公式的應(yīng)用,計算時注意:忽略繩子和滑輪重、繩子與滑輪的摩擦,額外功等于克服摩擦力做的功.

練習(xí)冊系列答案
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2.如圖所示,物體A的質(zhì)量是100kg,在力F的作用下物體以1m/s 的速度沿水平方向勻速前進. 若A與水平面間的摩擦力為物重的0.2 倍,滑輪組的機械效率為80%,則5s內(nèi)拉力做的有用功是1000J,拉力F是125N.(g 取10N/kg)

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3.如圖,杠桿AC(刻度均勻,不計杠桿自重)可繞支點0自由轉(zhuǎn)動.在B點掛一個重為36N的物體,為使杠桿在水平位置平衡,在杠桿上施加一個力,要使這個力最小,則這個力的方向是豎直向上,這個力的大小是9N.

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(1)有用功W
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(3)使用滑輪組勻速提升物體A的機械效率η.

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7.將邊長是10cm的實心立方體木塊輕輕地放入盛滿水的大水槽內(nèi),待木塊靜止時,從水槽中溢出了600g水,取g=10N/kg,
求:(1)木塊受到的浮力
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17.一位物理興趣小組的同學(xué)利用一個可樂瓶與一個乒乓球做“研究浮力產(chǎn)生的原因”一位物理興趣小組的同學(xué)利用一個可樂瓶與一個乒乓球做“研究浮力產(chǎn)生的原因”的實驗,如圖甲所示,將一個塑料可樂瓶剪去底部,把一個乒乓球放在瓶內(nèi)實驗,如圖甲所示,將一個塑料可樂瓶剪去底部,把一個乒乓球放在瓶內(nèi)(瓶頸的直徑略小于球的直徑),從上面倒入水,觀察到有少量水從乒乓球與瓶頸的縫隙中流出,但乒乓球不上浮,這是因為乒乓球不受浮力.若用手堵住瓶口,可觀察到乒乓球會浮起(如圖乙),這是因為乒乓球受到浮力的作用.

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4.氫氣球上升到高空會破裂,原因是高空大氣壓小于氫氣球內(nèi)部氣壓(選填“大于”、“小于”或“等于”).高壓鍋有良好的密封性,加熱后鍋內(nèi)水蒸氣不容易外泄,從而增大鍋內(nèi)氣壓,使水的沸點升高.將圖中壓強計放入液體中的某一深度,然后將壓強計的金屬盒朝向不同的方向,U形管兩端液面的高度差將保持不變.

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

1.小明同學(xué)在探究影響浮力大小的因素時,做了如圖1所示的實驗.請你根據(jù)小明的實驗探究回答下列問題.

(1)請在圖2中畫出步驟F的鐵塊所受力的示意圖(圓點表示鐵塊A).(要求在每個力的示意圖旁邊寫出該力的符號和大小)
(2)為了探究浸在液體中的物體所受浮力大小與物體排開液體的體積是否有關(guān),可以選圖中的步驟A和步驟C與步驟A和D或E步驟的浮力計算結(jié)果進行比較.
(3)對比步驟F與步驟D,可知物體在液體中所受浮力的大小與液體的密度有關(guān).
(4)如圖1所示的步驟B到E,當(dāng)鐵塊的底部從接觸水面開始,到鐵塊浸沒,直至浸沒到更深的位置,圖3中能表示此過程物體所受浮力F與浸入水中深度h關(guān)系的圖象是丁,能表示此過程測力計示數(shù)與浸入水中深度h關(guān)系的圖象是丙.
(5)根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù),可得鹽水的密度為1.2×103kg/m3

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5.小明在探究影響浮力大小因素的實驗中,先在空氣中測出圓柱體的重力大小是1.0N,然后將圓柱體逐漸浸入水中,如圖甲所示,他測得圓柱體受到的浮力F和其底面進入水中的深度h的對應(yīng)數(shù)據(jù)如下表:
 次數(shù) 1 2 3 4 56
 h/cm 2 4 6 8 1012 
 F/N 0.2 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6
(1)第1次實驗時彈簧測力計的示數(shù)為0.8N;
(2)利用表中數(shù)據(jù),在圖乙中畫出F-h圖線;
(3)當(dāng)h=6cm時,圓柱體剛好全部浸沒水中;
(4)改用濃鹽水做實驗,假若在圖乙中再畫出F-h圖線,圖線上h=6cm點的位置變高(選填“高”或“低”),這樣的比較是為了探究液體密度對浮力大小的影響.
(5)已知水的密度為1.0×103kg/m3,則該圓柱體的密度為1.67×103kg/m3

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