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18.如图所示,一个质量60kg,底面积为0.1m2物块,通过滑轮组在25N拉力作用下以0.1m/s的速度作匀速直线运动.已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍.(g取10N/kg ).求:
(1)在图上作出物体对水平地面压力的示意图;
(2)物体的重力是多少?
(3)物体静止时对水平地面的压强是多少?
(4)拉力的功率是多少?
(5)该滑轮组的机械效率是多少?

分析 (1)根据压力的作用点在接触面上确定压力的作用点,然后根据压力的方向与接触面垂直,再过作用点表示出压力的方向.
(2)已知了物块的质量,利用重力的计算公式即可求解.
(3)物重即为物块对水平地面的压力,已知了受力面积,可直接代入压强公式进行计算.
(4)已知拉力的大小和物体的移动速度以及动滑轮上绳子的段数,根据公式P=FV可求拉力的功率;
(5)水平使用滑轮组,拉力克服摩擦力做功,首先用摩擦力乘以物体移动距离计算有用功,用拉力乘以拉力移动距离计算总功,然后用有用功除以总功计算机械效率.

解答 解:(1)压力的作用点在接触面的中央,过作用点作垂直于水平地面,并指向水平面的力;如图所示:

(2)已知:m=60kg,g=10N/kg,则:
G=mg=60kg×10N/kg=600N;
(3)当物块静止在水平桌面时,压力F=G=600N;
则:P=$\frac{F}{s}$=$\frac{600N}{0.1{m}^{2}}$=6000Pa;
(4)由题意可知,物体移动速度为v,绳端移动的速度为3v
由P=$\frac{W}{t}$,W=Fs得,
拉力的功率是P=Fv=F×3v=25N×3×0.1m/s=3.5W;
(3)f=0.1G=0.1×600N=60N;
W=fs;
滑轮组绳子段数n=3
W=F×s2=F×3s,
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{fs}{F×3s}$×100%=$\frac{60N}{25N×3}$×100%=80%
答:(1)如图所示;
(2)物体的重力是600N.
(3)物体静止时对水平地面的压强为6000帕.
(4)拉力的功率是3.5W;
(5)该滑轮组的机械效率是80%.

点评 此题考查的知识点有:重力的计算、二力平衡的应用、功和功率的计算等,综合性较强.

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(3)实验收集9组数据比收集5组数据的好处是C(只填字母).
A.只有5组数据才能得到结论          
B.取平均值,减小实验误差
C.得到物理量的关系更接近实际
(4)另一小组将水加热到沸腾时共用30min,导致加热时间过长的原因是水量过多或初温过低等(写一个).
时间/min012345678
温度/℃909294969899999999

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D.①②③是实验事实,④是实验推论
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(3)若用木块代替小车再探究“摩擦力的大小与什么因素有关”,还需要添加的器材是长方体木块、钩码和弹簧测力计,要确保木块所受的摩擦力的大小与木块所受的拉力(弹簧测力计的示数)相等,弹簧测力计与物体必须沿水平方向做匀速直线运动.

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