物理
(2013·密云县二模)如图甲所示,动滑轮下面悬挂着物体A,在物体A下面悬挂着空心金属球B.当物体A和金属球B完全在水中以0.2m/s的速度匀速上升的过程中,电动机对绳子的拉力为F
1
,拉力F
1
所做的功随时间变化的图象如图乙所示;当物体A在水外,空心金属球B在水内匀速上升的过程中,电动机对绳子的拉力为F
2
,此过程中滑轮组的机械效率为η
1
,且η
1
=80%.当物体A和空心金属球B完全在空气中匀速上升的过程中,电动机对绳子的拉力为F
3
,此过程中滑轮组的机械效率为η
2
,且η
2
=90%.已知:物体A的体积为5×10
-3
m
3
,空心金属球B受到的重力为750N.不计绳重和摩擦及水的阻力,g取10N/kg.求:物体A的密度.
(2013·蒙山县二模)如图甲是我国自行研制的深海潜水器“蛟龙号”正在下水的情形,蛟龙号长8.2m,宽3.0m,高3.4m,体积约为16m
3
.载人后质量为22t.设计最大下潜深度为7000m,现用如图甲的装置把它放入海中.试验船上的吊车相当于如图乙的滑轮组,试验船绞绳拉力为3×10
4
N,试验时蛟龙号下潜深度达到5000m.(ρ
海水
=1.03×10
3
kg/m
3
,g=10N/kg) 求:
(1)蛟龙号下潜深度达到5000m时所受海水的压强;
(2)蛟龙号匀速下潜至5000米时,试验船上的吊车做的功;
(3)吊车的机械效率.(结果保留一位小数)
(2013·建湖县二模)小明用如图所示的滑轮组提升重物.第一次提升一件,所用的拉力F
1
=3N;第二次增加一件相同重物;所用的拉力F
2
=5N,两次均将重物匀速提升0.2m.不计摩擦与绳子的重力,求:
(1)第一次拉力做的功;
(2)每一件重物的重力;
(3)两次中较大的一次的机械效率.
(2013·淮安一模)下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的一组数据.
实验次数
物重G/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
动力作用点移动距离s/m
滑轮组的机械效能η
1
4.0
0.1
2.5
0.2
(1)请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法.
(2)根据表中数据,请填空:有用功是
0.4
0.4
J;机械效率是
80%
80%
;如果不计摩擦和绳重,则动滑轮重是
1
1
N
(3)小明用该滑轮组进行第二次测量时,提升重6N的物体至同一高度,该滑轮组的机械效率将
变大
变大
.(选填“变大”“变小”或“不变”)
(2013·怀柔区二模)某科技小组设计的提升重物的装置如图甲所示.图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面上.小亮站在地面上通过滑轮组提升重物,滑轮组由动滑轮Q和安装在水平杆CD上的两个定滑轮组成.小亮以拉力F
1
匀速竖直提升物体A的过程中,物体A的速度为υ
1
,F
1
的功率为P
1
,滑轮组的机械效率为η
1
.小亮以拉力F
2
匀速竖直提升物体B的过程中,物体B的速度为υ
2
,F
2
的功率为P
2
,滑轮组的机械效率为η
2
.物体A、B上升的距离h随时间变化的图象分别如图乙中①、②所示.已知:P
1
=2P
2
,机械效率η
1
-η
2
=5%(不计绳的质量,不计滑轮与轴的摩擦).求:
(1)F
1
与F
2
的比值
(2)η
1
=?
(2013·海淀区二模)如图是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图.C是卷扬机,E是液压机的柱塞,能够竖直向上支撑起重臂OMB.在起重臂的两端分别固定有定滑轮,图中虚线框内是悬挂在起重臂B端的滑轮组(未画完整,其中A是定滑轮),卷扬机经O点和B点的定滑轮拉动滑轮组的钢丝绳自由端K,使重物始终以恒定的速度匀速上升.当重物完全浸没在水中上升的过程中,地面对起重机的支持力N
1
为1.225×10
5
N,柱塞E对起重臂的支撑力为F
1
,卷扬机对钢丝绳自由端K的拉力T
1
为6.25×10
3
N,滑轮组的机械效率为η;重物被完全拉出水面后上升的过程中,地面对起重机的支持力N
2
为1.375×10
5
N,柱塞E对起重臂的支撑力为F
2
,卷扬机的输出功率P
2
为5kW,对钢丝绳自由端K的拉力为T
2
.已知定滑轮A的质量m
A
为200kg,虚线框内动滑轮的总质量m
D
为250kg,F
1
:F
2
=9:14.若不计起重臂、钢丝绳的质量及滑轮组的摩擦,g取10N/kg,求:
(1)被打捞的重物浸没在水中时受到的浮力F
浮
;
(2)滑轮组的机械效率η;
(3)卷扬机拉动钢丝绳的速度v.
(2011·南通)如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为18N的物体缓慢升高0.1m,拉力大小F=8N,拉力移动的距离为0.25m.拉力所做的功为
2
2
J,有用功为
1.8
1.8
J,杠杆的机械效率为
90
90
%.
小明在探究利用杠杆做功的实践活动中,所用的杠杆是一根质量均匀、重为5N的硬棒,他将棒的一端固定,把重为15N的物体挂在棒的中点,然后用手缓慢竖直向上提起棒的另一端,如图所示,若把物体提升了10cm,则小明作用在杠杆上的拉力是
10
10
N,此过程中杠杆的机械效率是
75%
75%
.
用动力臂是阻力臂3倍的杠杆将600N的货物抬高30cm,手向下压杠杆的力是250N,手下降的高度是
90
90
cm,人做的总功是
225
225
J,有用功是
180
180
J,这根杠杆的机械效率是
80%
80%
.
用动力臂是阻力臂3倍的杠杆,将重600N的物体抬高40cm,手向下压杠杆的力是250N,手下降的高度是
120
120
cm,人做的功是
300
300
J,机械效率是
80%
80%
.
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