【题目】如图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,电动机对绳子自由端拉力为625N,拉力的功率为500W.不考虑杠杆的质量、滑轮组绳子的质量、滑轮与轴间的摩擦:
(1)求此次作业中物体匀速上升的速度为多大?
(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,求此过程中滑轮组的机械效率是多少?
(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?
【答案】(1) 0.2m/s(2) 87.5%(3) 2
【解析】
(1)由P===Fv可得拉力端移动速度:
v===0.8m/s,
由图知,使用的滑轮组承担物重的绳子股数n=4,则物体匀速上升的速度:
v物=v=×0.8m/s=0.2m/s;
(2)不考虑滑轮组绳子的质量、滑轮与轴间的摩擦,拉力F=(G+G动),则动滑轮重力:
G动=4F-G=4×625N-2000N=500N,
利用该设备匀速提升重为3500N的物体,拉力:
F′=(G′+G动)=×(3500N+500N)=1000N,
滑轮组的机械效率:
η=====×100%=87.5%;
(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,设缆绳AB拉力F1的力臂为l1,B处受到向下的拉力为F2,其力臂为:
l2=OC-BC=5m-1m=4m,
拉力F2为:
F2=G+G动+G定+G电动机,
匀速提升重为2000N的物体时,根据杠杆平衡条件可得F1l1=F2l2,
即:
F1l1=(G+G动+G定+G电动机)l2,---------①
匀速提升重为3500N的物体时,缆绳AB的拉力:
F1′=F1+3000N,
拉力F2′:
F2′=G′+G动+G定+G电动机,
匀速提升重为3500N的物体时,根据杠杆平衡条件可得F1′l1=F2′l2,
即:
(F1+3000N)l1=(G′+G动+G定+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;
(2)此过程中滑轮组的机械效率是87.5%;
(3)缆绳AB拉力的力臂为2m。
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【题目】学完杠杆和滑轮两类简单机械后,针对杨浦大桥和卢浦大桥的引桥都比较长,小李同学提出使用长坡道有什么好处?为此,他用弹簧测力计、长木板、物块、小车、刻度尺等器材,进行实验探究,步骤如下:
(1)如图 (a) 所示,用测力计测取小车所受重力G为8牛;
(2)将长木板和物块组成一个斜面(代表坡道),如图 (b)所示,并用刻度尺测取斜面长度L和斜面高度H;
(3)用弹簧测力计拉着小车沿长木板匀速向上运动,记下测力计的示数F;
(4)改变物块的水平位置(即改变斜面的长度L),重复步骤(2)和(3)的操作,并将测得数据全部记录在表中。
表一
实验序号 | 斜面高度H(厘米) | 斜面长度L(厘米) | 拉力F(牛) |
1 | 30 | 50 | 4.9 |
2 | 30 | 80 | 3.2 |
3 | 30 | 100 | 2.7 |
①将表中每一次测得拉力F与小车的重力G进行大小比较发现:用平行于斜面的拉力匀速拖动小车时,拉力F_____小车的重力G (选填“大于”、“等于”或“小于”),由此得出结论:使用斜面可以_____。
②分析比较表中实验序号1、2和3中的实验数据,可得出的初步结论是:对于同一个斜面,当斜面高度相同时,_____。
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【题目】如图是一种可测定油箱内油面高度的装置,R′是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,油量表由电流表改装而成,通过两只电表的示数变化可以反映油面的高度变化。关于此装置的工作原理,下列说法中正确的是( )
A.当油面高度升高时,油量表示数减小
B.当油面高度升高时,电压表示数增大
C.当油面高度降低时,油量表示数增大
D.当油面高度降低时,电压表示数不变
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【题目】把电阻R1和R2串联后接到电压为12伏的电路上时,通过R1的电流为0.3安,R2上两端的电压为4.5伏。若将R1和R2并联后接到同一电路上,求:
(1)并联后电路的总电阻为多少?
(2)通过R1、R2的电流强度各是多少?
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【题目】如图甲是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验示意图(mA<mC)
(1)实验中物体的动能大小是通过观察_____(填s或h)的大小来反映的。
(2)若将A、C球先后从同一高度由静止开始滚下,_____球能将木块B撞得更远。两种情况下木块B在推动中受到的摩擦力的大小关系,fA_____fC(选填“>”、“=”或“<”)。两种情况下木块B克服摩擦力所做的功的大小关系,WA_____WC(选填“>”、“=”或“<“)。
(3)如图乙所示为某路段的交通标志牌。综上所述可以知道,为了减小机动车行驶时动能,降低危险性,交通管理部门会对不同车型所设定的是最大的_____(选填“速度、“距离”、“质量”)。
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【题目】如图所示,某品牌超声波清洁器在清洗眼镜,使用时先向水槽加水使眼镜完全浸没水中,通电清洁器开始工作。此清洁器工作时人站在旁边能听到“嗞嗞”的声音。下列说法正确的是
A. 超声波的音调比人能听到的声音音调低
B. 超声波传播不需要介质
C. 人听到的“嗞嗞”声是超声波
D. 超声波能用来清洗物体说明超声波能传递能量
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【题目】如图所示,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,示数之比U甲:U乙=3:2,当开关S断开,甲、乙两表都是电流表时,则两表的示数之比I甲:I乙为 ( )
A. 2:1 B. 3:1 C. 2:3 D. 1:3
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【题目】小明在研究串联电路的电流特点时,发现灯L1比灯L2亮,便作出“通过L1的电流大于通过L2的电流”的假设,由此推理,在图中A、B、C三点的电流IA、IB、IC大小关系为__.基于以上假设,若在A点串联一个电流表,闭合电键后,电流表示数__(选填“能”或“不能”)看作通过L1后的电流.若通过实验测量后,比较IA、IB、IC发现__,则说明小明的假设是错误的.
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【题目】(1)在图中,该物体的长度为_______ cm,小红之后利用该刻度尺测量物理书的宽度,测量的四组数据分别为18.31cm、18.32cm、19.31cm、18.31cm,则物理书的宽度为_______cm。
(2)图中停表的读数为_______s。
(3)图中温度计的示数为______℃。
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