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    11．如图甲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额定电压为220V的电动机拉动，定滑轮的轴和电动机均固定在B点． 
    在一次作业中，该吊运设备匀速竖直提升重为1000N物体，此时滑轮组的机械效率为80%，电动机做的功跟时间的变化关系如乙图所示．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．


    （1）求第一次作业中物体匀速上升的速度为0.24m/s，绳子自由端的拉力为312.5N．
    （2）第一次作业中，电动机每分钟产生1800J的热量，10s内电动机将物体提升到所需高度，则电动机所做的总功是3300J．
    （3）第二次作业中，利用该设备以相同的速度匀速提升重为2000N的物体，滑轮组的机械效率、电动机的输出功率分别用η2、P2表示，若第一次作业中滑轮组的机械效率、电动机的输出功率分别用η1、P1表示，则η2＞η1（选填“＞”、“＜”或“=”），$\frac{{P}_{2}}{{P}_{1}}$=$\frac{9}{5}$．
    （4）两次作业中缆绳AB的拉力变化了2000N，缆绳AB拉力的力臂为2m．

    分析 （1）根据图象求出电动机做功的功率，根据滑轮组的机械效率求出有用功率，又知道重物的重力即可利用P=Gv求出物体上升的速度；
    由图可知：滑轮组的绳子股数n=4，绳子自由端的速度v′=nv，根据W=Fv′求出拉力；
    （2）求出电动机工作10s做的有用功，知道10s产生的热量，可求电动机消耗的电能W=W机+W热；
    （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，根据公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{动}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$得出效率关系；在第一次作业中，拉力F1=$\frac{1}{4}$（G1+G轮），求出G轮，W有用1=G1h，W有用2=G2h，
    额外功W额=G轮h，可求总功，再利用P=$\frac{W}{t}$功率，进而求出功率之比；
    根据W=Gh可知W有用2＞W有用1，而额外功相同，所以W总2＞W总1，由于以相同的速度匀速提升重为2000N的物体，则所用时间相同，根据P=$\frac{W}{t}$可知功率大小关系；
    （4）根据杠杆平衡条件列出两次平衡的等式，结合拉力之差为2000N，即可求出拉力的力臂．

    解答 解：
    （1）由图象可知，t=5s时，W=1500J，则电动机做功的功率：
    P总=$\frac{W}{t}$=$\frac{1500J}{5s}$=300W，
    由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{{P}_{有用}t}{{P}_{总}t}$=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{总}}$得：P有用=P总η=300W×80%=240W，
    由P有用=Gv物可得，物体上升的速度：
    v物=$\frac{{P}_{有用}}{G}$=$\frac{240W}{1000N}$=0.24m/s，
    由图可知，n=4，绳子自由端的速度：v=nv物=4×0.24m/s=0.96m/s，
    由P总=Fv得拉力：
    F1=$\frac{{P}_{总}}{v}$=$\frac{300W}{0.96m/s}$=312.5N；
    （2）电动机工作10s对物体所做的机械功：W机=P总t=300W×10s=3000J，
    10s产生的热量：Q=$\frac{10}{60}$×1800J=300J，
    则电动机消耗的电能：W=W机+W热=3000J+300J=3300J；
    （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，
    根据机械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{动}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$可知：
    当G2＞G1时，η2＞η1；
    在第一次作业中，拉力F1=$\frac{1}{4}$（G1+G轮）=312.5N；
    所以动滑轮的重：G轮=4F1-G1=4×312.5N-1000N=250N，
    则在第二次作业中，拉力F2=$\frac{1}{4}$（G2+G轮）=$\frac{1}{4}$×（2000N+250N）=562.5N，
    两次提升的速度相同，电动机的输出功率即拉力做功的功率，
    根据P=Fv可得，电动机的输出功率之比：
    $\frac{{P}_{2}}{{P}_{1}}$=$\frac{{F}_{2}v}{{F}_{1}v}$=$\frac{{F}_{2}}{{F}_{1}}$=$\frac{562.5N}{312.5N}$=$\frac{9}{5}$；
    （4）如图，拉力力臂为L1，

    不考虑杠杆的质量、绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦，
    匀速提升重为1000N的物体时，L2=OC-BC=5m-1m=4m，F2=G1+G轮+G电动机，
    根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得：
    F1L1=（G1+G轮+G电动机）×4m，---①
    匀速提升重为2000N的物体时，F1′=F1+2000N（由题意可得），F2′=G2+G轮+G电动机，
    根据杠杆平衡条件F1′L1=F2′L2得：
    （F1+2000N）L1=（G2+G轮+G电动机）×4m，---②
    ②-①得：2000N×L1=（2000N-1000N）×4m，
    解得：L1=2m．
    故答案为：（1）0.24；312.5；（2）3300J；（3）＞；$\frac{9}{5}$；（4）2．

    点评 本题为力学综合题，考查了功率公式、效率公式、杠杆平衡条件的应用，要求认真审题，从中得出相关信息，灵活运用相关公式是关键，难度较大．

    练习册系列答案
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    A．站台B．甲车C．乙车D．自己

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    7．如图所示是一种环保手电筒．只有将它来回摇动，小灯泡就能发光．能说明手电筒工作的原理图是（　　）
    A．B．C．D．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    4．关于某中学生的估测，下列数据合理的是（　　）
    A．身高约为160dmB．100m短跑成绩约为6s
    C．步行速度约为1m/sD．脉搏正常跳动60次所用时间约为1s

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    6．亲爱的同学，你对弹簧测力计的了解有多少呢？
    （1）使用弹簧测力计测量力时，应先了解弹簧测力计的量程，要明确分度值，还必须要校零；在实际测量时，要使弹簧测力计内的弹簧轴线方向跟拉力的方向一致；在记录结果时，既要记录数据，还要注明单位．
    （2）如图所示的弹簧测力计的量程是0～5N，它的分度值是0.2N，它的示数是3.6N．
    （3）弹簧测力计的工作原理：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    16．在测量小灯泡的电功率的实验中，所用小灯泡的额定电流为0.3A，正常工作时灯丝的阻值在10Ω-15Ω之间，所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V），开关各一个，滑动变阻器（50Ω  1A）一个，导线若干．

    （1）如图甲所示是小明没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整．
    （2）闭合开关前，甲图中的滑片P应位于最右（选填“左”或“右”）端，闭合开关无论怎样移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是小灯泡断路（写出一种即可）．
    （3）排除故障，闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表的示数如图乙所示，读数为4V，小灯泡的额定功率为1.2W．
    （4）小华没用电压表，但多用了一个开关，其它器材与小明的相同，她也测出了小灯泡的额定功率．她设计了如图丙所示电路图，请你帮她完成实验步骤并写出测定额定功率的表达式．
    实验步骤：
    ①按图连接电路．然后闭合开关S1，移动滑片P，使电流表的示数为0.3A；
    ②再闭合开关S2滑片P位置不动（填“动”或“不动”），记下电流表示数为I（A）；
    ③她根据实验数据正确求出小灯泡的额定功率的表达式为（1.8-$\frac{0.54}{I}$）W（表达式中的未知量只可含有小华实验步骤②测出的电流表示数“I”），小华在实验步骤②记下的电流表示数I具体数值应该为0.9A．
    （5）小明同学又利用该电路来做探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻R，保持电压表示数始终为2V，多次更换组织不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于25Ω．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    3．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如表：
    序号动滑轮重
    G动/N    		物重
    G/N    		物体上升的
    高度h/m    		绳端收到的拉力F/N绳端移动的距离s/m滑轮组的机械效率η/%
    10.510.10.60.355.6
    20.520.11.00.366.7
    30.540.10.3
    （1）根据表格中的数据，在图甲种画出滑轮组的绕绳方法．
    （2）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应匀速上升（选填“保持静止”或“匀速上升”）
    （3）第三次试验时，测力计示数如图乙所示，此时绳端受到的拉力为1.8N，滑轮组的机械效率为74.1%
    （4）根据表格中的数据分析可知：
    ①随着物重的增大，额外功变大（选填“变小”、“不变”或“变大”），原因是克服摩擦做功更多
    ②要提高同一滑轮组机械效率，可以采取增加提起的物重或减轻动滑轮重的措施．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    20．下列事例中，通过做功的方式改变物体内能的是（　　）
    A．冬天用热水袋暖手
    B．病人发烧时用冷毛巾在头部降温
    C．汽油机压缩冲程中燃料混合物的温度升高
    D．冬天喝牛奶前把牛奶放在热水中烫一烫

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    1．便捷的交通与互联网给人们出行带来了极大的方便，王爷爷带小孙子驾车到南昌西站，然后乘高铁去上海游玩迪士尼乐园，9：35开车出发，并看到路边如图所示的交通标志牌，此刻吩咐小孙子通过铁路12306网站查询列车时刻表，如图所示，求：
    车次南昌西开上海虹桥到运行距离
    G134609：4313：18780km
    G138610：0513：59780km
    G134810：2613：41780km
    （1）在交通正常的情况下，依据以上信息并通过计算，爷孙俩最快能赶上哪一车次？
    （2）该趟高铁运行的平均速度为多少km/h？

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