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    13．随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善．小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图甲所示的材料搬运方案（其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦）．
    （1）计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力？
    （2）小明爸爸观察了该装置后，他想如果将该装置的滑轮位置颠倒（如图乙所示）是否会更省力一些，请你你通过计算说明小明爸爸的想法是否正确．
    （3）求两种方案的机械效率之比？

    分析 （1）由图甲知通过动滑轮绳子的段数n，由F=$\frac{1}{n}$（G+G滑）计算绳子的拉力，从而知是否超过绳子的最大承受力；
    （2）由图乙知，人站在楼上，绳子最后朝上拉，由此画出滑轮组的连线，计算绳子拉力从而知小明爸爸的想法是否正确；
    （3）不计绳重及摩擦，由η=$\frac{G}{G+{G}_{滑}}$计算两种方案的机械效率之比．

    解答 解：
    （1）由图甲知通过动滑轮绳子的段数n=3，
    绳子的拉力：由F=$\frac{1}{3}×$（G+G滑）=$\frac{1}{3}$（600N+30N）=210N，
    所能承受的最大拉力为250N，所以没有超过绳子的最大承受力；
    （2）滑轮位置颠倒后，由图乙知，人站在楼上，绳子最后朝上拉，可由外向内画出滑轮组的连线如图所示：
    ；
    由图知，n′=4，此时绳子自由端拉力：
    F′=$\frac{1}{4}$×（G+2G滑）=$\frac{1}{4}$×（600N+2×30N）=165N，
    由此可知，小明爸爸的想法正确；
    （3）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{总}}$=$\frac{G}{G+{G}_{滑}}$可得：
    $\frac{{η}_{甲}}{{η}_{乙}}$=$\frac{\frac{G}{{G+G}_{滑}}}{\frac{G}{G+{2G}_{滑}}}$=$\frac{G+{2G}_{滑}}{G+{G}_{滑}}$=$\frac{600N+2×30N}{600N+30N}$=$\frac{22}{21}$．
    答：（1）计算说明绳子的拉力没有超过绳子的最大承受力；
    （2）小明爸爸的想法正确；
    （3）两种方案的机械效率之比为22：21．

    点评 本题考查了滑轮组绳子拉力的计算、绕线以及滑轮组的机械效率的计算，用好不计绳重及摩擦F=$\frac{1}{n}$（G+G滑）是解题的关键．

    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    3．在“测量盐水密度”的实验中，实验用砝码盒中配有100g，50g，20g的砝码，请填写下列空格
    （1）调节天平前应将游码移至0刻线处，然后调节平衡螺母使横梁平衡．
    （2）小明同学进行了下列实验操作：
    A．将烧杯中盐水的一部分倒入量筒，测出这部分盐水的体积V；
    B．用天平测出烧杯和盐水的总质量ml；
    C．用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2；
    以上操作的正确顺序是：BAC（填字母代号）．
    （3）小李测量烧杯和盐水的总质量m1时，估计盐水和烧杯的总质量在150g左右．加砝码时，用镊子夹取100g、50g砝码各1个放入右盘中，若指针右偏，则应取下50g的砝码，试加其它砝码，同时调节游码．
    （4）如图是小明同学在实验操作过程中的情况．他的错误是：测量中不能调平衡螺母．
    （5）另一同学想测出某品牌牛奶的密度，为此他利用实验台上的弹簧测力计、空饮料瓶、水、细线等物品来测量．其操作步骤是：
    ①用弹簧测力计测出空饮料瓶的重力G1；
    ②在空饮料瓶中装满水，用弹簧测力计测出瓶和水的总重力G2，计算水的体积V=$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$（用测出物理量的字母表示，水的密度ρ水已知）；
    ③在空饮料瓶中装满牛奶，用测力计测出瓶和牛奶的总重力G3
    ④计算牛奶密度ρ=$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}$ρ水．（用测出的物理量的字母表示）

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    4．如图是小明同学探究二力平衡条件时的实验情景．
    （1）小明将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的细线分别跨过支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片的两个拉力方向相反，并通过调整钩码的数量来改变拉力的大小．
    （2）当小卡片平衡时，小明将小卡片转过一个角度，松手后小卡片不能（选填“能”或“不能”）平衡，设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一条直线上的两个力能否平衡．
    （3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图中所示的情况下，小明下一步的操作是把小纸片剪为两半．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    1．如图是小芳同学设计的用压强计探究影响液体压强因素的三个实验装置：
    ①要探究液体密度相同时，液体的压强与液体的深度是否有关，应选取装置甲和装置乙来进行研究；
    ②当选取装置乙和装置丙进行实验时，可知液体内部压强与液体的密度有关．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    8．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水科推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙、丙所示，则第1秒末时，物体处于静止状态．第3秒末时物体受到的摩擦力为2N．第4秒到第6秒末，推力F做功的功率是8W．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    18．小明在教室的水平地面上用20N的力推自己的课桌，课桌未推动，则摩擦力等于（大于/小于/等于）20N．当推力为25N时，课桌做匀速直线运动，这时课桌受到的摩擦力为25N；当推力继续增大为30N时，课桌受到的摩擦力的大小为25N．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    5．用手边的铅笔可以做很多物理小实验．
    （1）手指压铅笔感到疼，因为力的作用是相互的．
    （2）用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书，然后在书下垫几支圆铅笔，再匀速拉动，根据橡皮筋伸长的长度变化比较两种情况下摩擦力的大小，由此得出的结论是在压力相同时，滚动摩擦力小于滑动摩擦力．
    （3）两手指用4N的水平压住铅笔的两端．若铅笔的笔尖面积是0.5mm2，笔尾面积是0.4cm2，按压笔尖的手指受到的压强是8×106Pa，按压笔尾的手指受到的压强是1×105Pa，铅笔静止时，两手指对铅笔的压力其平衡力（选填“是”或“不是”）．用力压时，两个手指的感觉不同，说明在压力一定时，压力的作用效果跟受力面积有关．
    （4）把铅笔竖直插入水中，笔在水中的位置越靠近水面，受到水的压强越小．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    2．请在下面的数字后面填上适当的单位或数据：一位初中生的质量约是5×104g；一瓶矿泉水的体积约5×102cm3；10N/m2=10Pa．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

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    （2）实验中为了研究动能大小与质量的关系，需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是让不同质量的小球从斜面的同一高度由静止滚下．
    （3）要研究动能与速度的关系，我们应该选择（a）、（c）两图来进行实验．
    （4）通过比较分析三次实验，可以得出的结论是物体的动能大小与质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，动能越大．

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