精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
18.为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处.小明同学设计了图(甲)所示的滑轮组装置.当小明用图(乙)所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图(丙)和(丁)所示.若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2,不计摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向(  )
A.在0~1s内,重物对地面的压强600PaB.在1~2s内,拉力F做的功150J
C.在2~3s内,拉力F的功率100WD.在2~3s内  滑轮组的机械效率75%

分析 由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=3,则拉力F移动的距离s=3h.
(1)丙图可知,物体在2~3s内做匀速直线运动,由图乙可知此时的拉力,利用F=$\frac{1}{n}$(G+G)求出动滑轮重,此时物体静止在地面上,受力平衡,动滑轮和物体受到的重力等于地面的支持力加上3股绳子的拉力即:F+3F1=G+G,由图知拉力大小,据此求出地面的支持力,根据力的作用是相互的,求出对地面的压力,再利用压强公式求对地面的压强;
(2)由F-t图象得出在1~2s内的拉力F,由h-t图象得出重物上升的高度,求出拉力F的作用点下降的距离,利用W=Fs求此时拉力做功;
(3)由F-t图象得出在2~3s内的拉力F,由v-t图象得出重物上升的速度,求出拉力F的作用点下降的速度,利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求拉力做功功率,知道拉力F和物重G大小,以及S与h的关系,利用效率求滑轮组的机械效率.

解答 解:(1)从丙图可知,物体在2~3s内做匀速直线运动,由图乙可知此时的拉力F3=40N,
根据F=$\frac{1}{n}$(G+G)可得:
G=nF3-G=3×40N-100N=20N,
在0~1s内,拉力F1=30N,把动滑轮和重物看成整体,则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态,
F+3F1=G+G
地面对物体的支持力:
F=G+G-3F1=100N+20N-3×30N=30N,
根据力的作用是相互的,重物对地面的压力:
F=F=30N,
对地面的压强:
p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{30N}{5×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=600Pa;故A正确;
(2)在1~2s内,拉力F2=50N,重物上升高度h2=1.25m
拉力F的作用点下降的距离s2=3h2=3×1.25m=3.75m,
拉力做的功:
W=F2s2=50N×3.75m=187.5J;故B错误;
(3)由图可知在2~3s内,重物做匀速运动,v3=2.50m/s,拉力F3=40N,
从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n=3,
拉力F的作用点下降的速度v3′=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s,
拉力做功功率(总功率):
P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{{F}_{3}{s}_{3}}{t}$=F3v3′=40N×7.5m/s=300W;故C错误;
(4)滑轮组的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{{F}_{3}3h}$×100%=$\frac{100N}{40N×3}$×100%≈83.33%.故D错误.
故选A.

点评 本题是一道力学综合题,涉及到功、功率、机械效率、压强的计算,能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键.

练习册系列答案
相关习题

科目:初中物理 来源: 题型:选择题

8.如图是某新型手电筒,由蓄电池,开关和三粒相同的LED灯珠连接而成,工作时每粒灯珠都正常发光且电压都为U,关于手电筒的各部分原件下列说法正确的是(  )
A.给蓄电池充电时是将电能转化为化学能
B.LED灯珠是有超导材料制成
C.三粒LED灯珠一定是并联的
D.凸透镜对LED灯珠发出的光起到发散作用

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

9.小明自制了一支密度计,将其分别放入盛有液体密度为甲和乙甲、乙两个完全相同的容器中,静止时两容器中液体的深度相同.如图所示,从观察到的现象可以判断:ρ<ρ;液体对容器底部的压强p<p(该题两空均选填“<”“=”或“>”).

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:选择题

6.关于能源和材料,下列说法中正确的是(  )
A.太阳能、风能、天然气都是可再生资源
B.手机利用电磁波传递信息
C.超导体材料主要是应用在电饭锅等电器上
D.铜是磁性材料,可以被磁化

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:解答题

13.完成下列作图:
(1)如图1所示,作力F的力臂;
(2)如图2所示,画出物体AB在平面镜中的像.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:解答题

3.在探究“二力平衡条件”的实验中:
(1)设计组装的实验装置如图所示,老师指出实验桌面越光滑越好,其原因是:减小摩擦力.
(2)实验中保持F1和F2相等,用手将小车围转一个角度,松手后,小车将无法在此位置平衡.实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时,两个力必须满足的条件是:两个力必须作用在同一直线上.
(3)如图,在左盘和右盘同时加入一个等重的砝码,此时小车保持静止.若在右盘中再加入一个较小的砝码,小车理应向右运动,但实验操作时小车往往仍保持静止.你认为出现这种现象的原因是存在摩擦力,这时小车在水平方向受到的是平衡力(填“平衡”或“不平衡”).要避免这种现象产生,请你对该实验装置提出改进意见:将小车换成重力远比拉力小得多的硬纸板悬空进行实验.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:选择题

10.“新材料”是相对于传统材料而言的,新材料的使用对推动社会进步正在发挥着越来越大的作用,下列关于“新材料”描述不正确的是(  )
A.“超导材料”属于新材料
B.“超导材料”可以应用于电饭锅并使其效率提高
C.“半导体材料”的导电性会受温度、光照、杂质等外界因素的影响
D.“半导体材料”广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

7.如图所示为一束光从空气斜射到某液面上,与液面的夹角为30°,且反射光与折射光相互垂直,则反射角是60°,折射角是30°.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:选择题

7.如图所示,三个相同的容器内水面高度相同,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,则下列四种说法正确的是(  )
A.向乙容器中加入盐水,木块受到的浮力将变大
B.向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力将不变
C.三个容器中,丙容器对水平桌面的压力最大
D.三个容器对水平桌面的压力都相等

查看答案和解析>>

同步练习册答案