练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
    12．应用知识解决问题
    （1）如图1，利用动滑轮把重为G的物体提升了h高度，手拉绳端的力是F，向上提的距离是s．现在请你回答下列问题：
    ①设想不用动滑轮，直接用手把物体提起h高度，这时人手对物体做的功W=Gh（写表达式）；
    ②若使用动滑轮，但绳重、摩擦和动滑轮的重忽略不计，这时绳端的拉力F=$\frac{1}{2}$G，绳端向下移动的距离s=2h，人手拉绳做的功W2=Fs=Gh；
    ③若用动滑轮，且动滑轮重为G动，而摩擦和绳重不计，这时绳端的拉力F=$\frac{1}{2}$（G物+G动），人手拉绳做的功W3=Fs=G物h+G动h．
    （2）如图2所示，A物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计．在拉力F的作用下，物体正以0.1m/s的速度匀速上升，拉力大小为66.67N；拉力做功的功率为20W；滑轮组的机械效率为90．
    （3）用如图3所示的滑轮组提升重900N的物体，使物体匀速上升3m，所用拉力为400N，摩擦和绳重不计．求：①动滑轮有多重；
    ②滑轮组机械效率是多大；
    ③若用它匀速提升重1800N的物体，绳端的拉力是多大？这种情况下滑轮组的机械效率是多大？

    分析 （1）不使用动滑轮时，人对物体做功就是物体重力乘以物体上升高度；
    若用动滑轮，在摩擦不计、动滑轮重不计的情况下，根据动滑轮的特点：省一半力，费2倍距离可以计算绳子拉力和绳端移动的距离；
    若使用动滑轮，且考虑动滑轮重力时，绳端的拉力就是物重加动滑轮重和的一半，然后根据功的公式计算人手拉绳做的功；
    （2）①由图可知，绳子的有效股数为3，根据F=$\frac{1}{3}$（G物+G动）求出绳子自由端的拉力；
    ②根据v绳=nv物求出绳子自由端移动的速度，根据P=Fv求出拉力做功的功率；
    ③根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs和s=nh求出总功，利用效率公式求出滑轮组的机械效率；
    （3）从滑轮组的结构图上看出，直接从动滑轮上引出的绳子股数n=3，s=3h．
    ①不计摩擦，知道物体重和拉力大小，利用F=$\frac{1}{3}$（G轮+G物）求动滑轮重；
    ②知道物重G和升高的高度h求出有用功；知道拉力大小和拉力端移动的距离求出总功W总=Fs，根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
    ③若用它匀速提升重1800N的物体，利用F=$\frac{1}{3}$（G轮+G物）求拉力大小，再利用（2）中的方法求此时滑轮组的机械效率．

    解答 解：（1）①人手对物体的拉力等于重力，即：F=G，则 W=Fh=Gh；
    ②用动滑轮，且摩擦不计、动滑轮重不计时，根据动滑轮特点可知：
    绳端拉力：F=$\frac{1}{2}$G，绳端移动距离：S=2h；
    人手拉绳做的功：W2=FS=$\frac{1}{2}$G×2h=Gh；
    ③用动滑轮，且动滑轮重为G动，而摩擦不计，这时拉力F就要承担物重和动滑轮重力两部分，根据动滑轮省一半力，费2倍距离的特点，则：F=$\frac{1}{2}$（G物+G动），
    W3=FS=$\frac{1}{2}$（G物+G动）×2h=G物h+G动h；
    （2）①绳重和摩擦不计时，
    拉力：
    F=$\frac{1}{n}$（G物+G动）=$\frac{1}{3}$（180N+20N）≈66.67N，
    ②绳子自由端移动的速度：
    v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s，
    拉力做功的功率：
    P=Fv=66.67N×0.3m/s=20W；
    ③滑轮组的机械效率：
    η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{180N}{3×66.67N}$=90%．
    （3）①由图知，n=3，不计摩擦，
    由F=$\frac{1}{3}$（G轮+G物）得，
    G动=3F-G物=3×400N-900N=300N；
    ②滑轮组机械效率：
    η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{900N}{3×400N}$=75%；
    （3）提升重1800N的物体时：
    F′=$\frac{1}{3}$（G轮+G物′）=$\frac{1}{3}$（300N+1800N）=700N，
    此时滑轮组的机械效率：
    η′=$\frac{{W}_{有用}′}{{W}_{总}′}$=$\frac{G′h}{F′s}$=$\frac{G′h}{F′nh}$=$\frac{G′}{nF′}$=$\frac{1800N}{3×700N}$≈85.7%．
    故答案为：（1）①Gh；②（2）$\frac{1}{2}$；2；Fs；Gh；③$\frac{1}{2}$（G物+G动）；FS；G物h+G动h；（2）66.67；20；90；（3）①动滑轮重为300N；
    ②滑轮组机械效率是75%；③若用它匀速提升重1800N的物体，绳端的拉力是700N；此时滑轮组的机械效率是85.7%．

    点评 本题综合考查了有用功、额外功和总功的计算、功率的计算、机械效率的计算，利用好F=$\frac{1}{n}$（G物+G动）、v绳=nv物、η=$\frac{G}{nF}$是本题的关键，属于易错题．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    2．如图所示，B′是人眼在A处透过水面看见的河底一白色鹅卵石的虚像，这虚像是由光的折射形成的．若在A处用激光手电对准虚像B’照射，则手电发出的光能（选填“能”或“不 能”）照射到河底的白色鹅卵石上．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    3．信息理论表明，作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内传输的信息就越多．所以光纤通讯传输的信息量比微波通信要多．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    20．在皮肤上分别擦上室温下的酒精和水，擦上酒精的皮肤感觉更凉快些，这是由于（　　）
    A．水的温度高B．酒精比热小，所含热量少
    C．酒精蒸发得快些吸热快D．水的比热大，水传给皮肤的热量少

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    7．白炽灯灯丝断了以后，再搭上继续使用时，有以下几句说法，其中错误的（　　）
    A．加在灯丝两端的电压不变B．通过灯丝的电流强度变大
    C．灯泡的实际功率减小D．灯泡的电阻减小

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    17．用一把最小分度值是毫米的刻度尺测量一张桌子的宽度，让桌子的左端与15cm的刻度线对齐，右端刚好与60cm的刻度线对齐，若以cm为记录的单位，则这张桌子的宽度应为45.00cm，若以m为记录的单位，则这张桌子的宽度应为0.4500m．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    4．声音在空气中的传播速度为340m/s，我们对着一处山崖大喊一声，6s后听到回声，则山崖离我们的距离有1020m．有人形容我们的喊声“声振屋瓦”，这是描述声音的响度特性．声音由空气进入水中时，传播速度将变快（选填“变快”、“变慢”或“不变”）．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    1．如图所示，日月双塔是中国名塔，坐落在广西桂林市美丽的杉湖之上．其中日塔用铜材装修，金碧辉煌，高出水面42米，是世界上最高的铜塔．图中日塔在水中的倒影是虚（选填“实”或“虚”）像，若杉湖水深11m，该塔的最高点与倒影的最低点相距84m．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    2．有一同学根据公式R=$\frac{U}{I}$，认为电阻和电压成正比；跟电流成反比，这种说法对吗？为什么？

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案