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(2009?朝阳区一模)一个质量为70kg的工人,用图所示的装置(包括滑轮组及装石板的托板)提升石板.已知托板重200N,每块石板重100N,滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计,当工人在4s内匀速提升10块石板升高2m时,此装置的机械效率为80%.那么,该工人站在地面上用此装置提升石板的过程中,下列有关说法错误的是(取g=10N/kg)(  )
分析:读图可知,这是一个由2段绳子承担物重的滑轮组.根据有用功的公式W=Gh,总功的公式W=Fs,以及机械效率的公式η=
W
W
=
Gh
Fs
=
G
nF
可分别求出选项中所描述的量,并进行比较,判断正误.
解答:解:A、本选项中所做的有用功W=100N×10×2m=2000J;所做的总功W=
W
 η
=
2000J
80%
=2500J.则W=W-W=2500J-2000J=500J,故选项正确;
B、工人的有用功率P=
W
t
=
2000J
4s
=500W,故选项正确;
C、在不计摩擦与绳重时,额外功主要来自托板重和动滑轮重,故W=FS=(G托板+G)s,则G=
w-G托板s
S
=
500J-200J×2m
2m
=50N,m=
G
g
=
50N
10N/kg
=5kg,故选项正确;
D、人的质量为70kg,则绳端的最大拉力F=G=mg=70kg×10N/kg=700N,可承受的最大物重G=2F=2×700N=1400N,
可装重物的重为G=1400N-200N-50N=1150N.
则最多可装石板n=
1150N
100N
=11.5≈11块(去尾法),
则最多可装石板的重:11×100N=1100N.
滑轮组可达的最大机械效率η′=
G′
G′+G
=
1100N
1100N+200N+50N
=81.5%.故选项D错误.
故选D.
点评:本题的计算较为繁琐,用到了功、功率、机械效率的公式,难点在于搞清各数据之间的关系,明确滑轮组的特点,并能进行灵活运用.
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(2009?朝阳区一模)小东和小阳准备在家里测量一个小石块的密度,但没有天平和量筒.他们想到了化学实验课上使用的滴管.他们先自制了一个瓶口密封着细吸管的小塑料瓶当做滴管,自制的滴管中的水能一滴一滴地从滴管滴出,且每一滴水的质量和体积都是相等的.他们又找来矿泉水瓶子、小塑料瓶、细线、剪刀、铅笔和足量的水,开始测小石块的密度.
(1)他们测石块体积的方法是:把石块用细线系住,放在被剪开的矿泉水瓶中,倒入一定量的水,并记下水面的位置;取出石块,用滴管将水滴入容器中,使水面到达原来的位置处,记录滴入的水滴数为a.
(2)他们测石块质量的方法是:把石块放入小塑料瓶中,小塑料瓶浮在矿泉水瓶中的水面上,记下水面的位置;取出石块,用滴管将水滴入小塑料瓶中,使水面到达原来的位置处,记录滴入的水滴数为b.
(3)他们测出石块密度的表达式是:
ρ=
bρ
a
ρ=
bρ
a

(4)他们巧妙地利用了物理课上所学的研究方法是:
等效替代法
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(2009?朝阳区一模)图是小阳同学“测额定电压为2.5V小灯泡的额定功率”的电路.实验时,发现电流表已损坏,但手边还有另一只电压表V1和电阻箱(元件符号)可利用,请你帮助小阳利用这些元件重新设计一个测定小灯泡额定功率的方案,并按要求完成下列问题.
(1)在方框内画出新设计的电路图;
(2)按新设计的电路图连接好电路后,将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,再闭合开关,然后调节滑动变阻器的滑片P和
电阻箱连入电路中的阻值
电阻箱连入电路中的阻值
,使接在小灯泡两端的电压表 V 的示数为2.5V;
(3)记下此时另一块电压表V1的示数U和电阻箱连入电路中的阻值R1
(4)根据所测数据,写出计算小灯泡额定功率的表达式:P=
2.5V×
U
R1
2.5V×
U
R1

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(2009?朝阳区一模)火车与公路交叉处设置人工控制的栏杆,图是栏杆的示意图.栏杆全长AB=6m,在栏杆的左端安装配重,使栏杆和配重总体的重心位于O点.栏杆的P点安装转轴,转轴与支架C连接,使栏杆能绕P在竖直平面无摩擦转动,支架C用两块木板做成,中间空隙可以容纳栏杆.栏杆的B端搁置在支架D上,当支架D上受到压力为FD时,栏杆恰好在水平位置平衡.当体重为G的管理人员双脚站在水平地面时,他对地面的压强是p1;当他用力F1竖直向下压A端,使栏杆的B端刚好离开支架,此时人双脚对地面的压强是p2.管理人员继续用力可使栏杆逆时针转动至竖直位置,并靠在支架C上.火车要通过时,他要在A端用力F2使栏杆由竖直位置开始离开支架C,使栏杆能顺时针转动直至栏杆B端又搁置在支架D上.已知AP=OP=1m,PE=
3
2
m,O点到栏杆下边缘的距离OE=0.5m,p1:p2=2:1,栏杆与配重的总重G=240
3
N.
求:(1)FD
(2)G
(3)F2的最小值,此时F2的方向.(计算和结果可带根号)

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(2009?朝阳区一模)小阳同学在科技月制作了一个多档位电热器模型.为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响,他将电表接入电路中,其电路如图所示,电源两端电压不变,R1=30Ω.当开关S闭合,S1、S2 断开时,电压表示数为U1,当S、S1、S2都闭合时,电压表示数为U2,已知U1:U2=3:8;两种状态时,R2消耗的功率最大值P和最小值
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