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    3．如图甲是一种新型吊运设备的简化模型示意图，图中OC是一根以O点为支点的水平杠杆，AB表示对杠杆起固定作用且不可伸缩的缆绳，OC、AB的长度均为5m，BC的长度为1m．图中滑轮组绳子的自由端由电动机拉动，定滑轮的轴和电动机均固定在B点．
    在某次作业中，该吊运设备匀速竖直提升重为2000N物体，此时滑轮组的机械效率为80%，电动机做的功跟时间的变化关系如乙图所示．不考虑杠杆的质量、滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦：
    （1）求此次作业中物体匀速上升的速度为多大？绳子自由端的拉力为多大？
    （2）另一次作业中，利用该设备以相同的速度匀速提升重为3500N的物体，滑轮组的机械效率、电动机的输出功率分别用η2、P2表示，若第一次作业中滑轮组的机械效率、电动机的输出功率分别用η1、P1表示，则η2＞η1，P2＞P1．
    （3）两次作业中缆绳AB的拉力变化了3000N，求缆绳AB拉力的力臂为多少m？

    分析 （1）根据图象求出电动机做功的功率，根据滑轮组的机械效率求出有用功率，又知道重物的重力即可利用P=Gv求出物体上升的速度；
    由图可知：滑轮组的绳子股数n=3，绳子自由端的速度v′=nv，根据W=Fv′求出拉力；
    （2）不考虑杠杆的质量、滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦，根据公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{动}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$比较滑轮组的机械效率；
    根据W=Gh，根据W总=W有用+W额外，比较出总功的大小，利用P=$\frac{W}{t}$比较功率；
    （3）根据杠杆平衡条件列出两次平衡的等式，结合拉力之差为3000N，即可求出拉力的力臂．

    解答 解：（1）由图象可知，t=5s时，W=2500J，则电动机做功的功率：P总=$\frac{W}{t}$=$\frac{2500J}{5s}$=500W，
    由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{总}}$得：P有用=P总η=500W×80%=400W，
    由P=Gv可得，物体上升的速度：v物=$\frac{{P}_{有用}}{G}$=$\frac{400W}{2000N}$=0.2m/s，
    由图可知：滑轮组的绳子股数n=3，绳子自由端的速度v′=nv=3×0.2m/s=0.6m/s，
    由P=Fv′得拉力：F=$\frac{{P}_{总}}{v′}$=$\frac{500W}{0.6m/s}$≈833.3N．
    （2）不考虑杠杆的质量、滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦，
    根据公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{动}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$可知：
    当G2＞G1时，η2＞η1；
    根据W=Gh可知：W有用2＞W有用1，而额外功相同，
    所以，W总2＞W总1，
    由于以相同的速度匀速提升重为3500N的物体，则所用时间相同，
    根据P=$\frac{W}{t}$可知：P2＞P1．
    （3）不考虑杠杆的质量、滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦：F2=G1+G电动机，
    根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得：
    匀速提升重为2000N的物体时，F1L1=（G1+G电动机）L2，---------①
    匀速提升重为3500N的物体时，由题意可知：F1′=F1+3000N，F2′=G2+G电动机，
    根据杠杆平衡条件F1′L1=F2′L2，得：（F1+3000N）L1=（G2+G电动机）L2，---------②
    ②-①得：3000N×L1=（3500N-2000N）×4m，
    解得：L1=2m．
    答：（1）此次作业中物体匀速上升的速度为0.2m/s；绳子自由端的拉力为833.3N；
    （2）＞；＞；
    （3）缆绳AB拉力的力臂为2m．

    点评 此题是简单机械、浮力、功率、机械效率综合计算题，难度较大．

    练习册系列答案
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    电流表、电压表、开关各一个，两个规格分别为“10Ω  1A”、“50Ω  0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源一只（电压为12V）．
    （1）小组设计了如图a所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为50Ω 0.5A的滑动变阻器．
    （2）图b已连接了部分电路，请你根据图a所示电路图，用笔画线代替导线，将电路连接完整．

    （3）小组正确选择了滑动变阻器，将图b的电路补充连接后，闭合开关，发现灯泡发光较暗，电流表有示数．任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变（示数不为零）且小于6V．具体原因是滑动变阻器滑动同时接到下面两个接线柱上；若灯不亮，电流表示数为0而电压表有示数，可能故障是灯泡的灯丝断了．
    （4）小组排除故障后，继续实验．在实验过程中，眼睛应注意观察电压表，当电压表示数为6V时，表明灯正常发光，记下此时电流表的示数．
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    （1）实验选用的器材如图2所示，请根据电路图用笔画线代替导线，将图2中的元件连成正确电路．要求：滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表的示数变大．
    表一
    实验
    次数    		12345
    电压/V1.01.52.02.52.8
    电流/A0.100.150.200.250.28
    （2）表一是小华探究电流与电压关系时记录的几组实验数据，通过对表中数据的分析，可得到的初步结论是：电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比
    （3）小明想利用小华的电路来探究电流和电阻的关系的实验小明在实验中应保持电压不变，当换用更大电阻时，滑动变阻器的滑片应向右调．
    （4）表二是小明探究电流与电阻关系时记录的几组实验数据，通过对表中数据的分析，可得到的初步结论是：电压一定时，通过导体的电流和导体的电阻成反比．
    表二
    实验次数123
    电阻/Ω101520
    电流/A0.200.140.10

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