5.蘆山地震發(fā)生時(shí),從山上滾下一塊250噸重的巨石,橫亙在大橋的橋頭,擋住了大橋,為了迅速通車,筑路隊(duì)員使用烈性炸藥實(shí)施爆破巨石,大橋依然屹立不倒.由于該橋歷經(jīng)汶川地震和蘆山地震,而且此次在爆破巨石,飛石激蕩之下,大橋仍紋絲不動,因此被網(wǎng)友戲稱為“橋堅(jiān)強(qiáng)”.在爆破中產(chǎn)生了一塊質(zhì)量為1200kg、底面積為0.5m2的長方體石塊,若用如圖所示的滑輪組提升該石塊.
(1)物塊未提之前,靜止在地面上的物塊對地面的壓強(qiáng)是多少?(g=10N/kg)
(2)在拉力F的作用下,物塊豎直勻速上升3m,已知滑輪組的機(jī)械效率為80%,則拉力F做了多少功?(不計(jì)繩重和繩子與滑輪間的摩擦)
(3)若仍用此滑輪組提升重力為15000N的物體,則滑輪組的機(jī)械效率為多少?

分析 (1)物塊未提之前,靜止在地面上的物塊對地面的壓力和自身的重力相等,根據(jù)F=G=mg求出其大小,根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對地面的壓強(qiáng);
(2)根據(jù)W=Gh求出有用功,根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出總功即為拉力F做的功;
(3)由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù),根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離,根據(jù)W=Fs求出拉力的大小,不計(jì)繩重和繩子與滑輪間的摩擦,根據(jù)F=$\frac{1}{n}$(G+G)求出動滑輪的重力;仍用此滑輪組提升重力為15000N的物體時(shí),根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{(G+{G}_{動})h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$×100%求出滑輪組的機(jī)械效率.

解答 解:(1)物體的重力:
G=mg=1200kg×10N/kg=1.2×104N,
物塊未提之前,靜止在地面上的物塊對地面的壓力:
F=G=1.2×104N,
對地面的壓強(qiáng):
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}N}{0.5{m}^{2}}$=2.4×104Pa;
(2)拉力所做的一個(gè):
W=Gh=1.2×104N×3m=3.6×104J,
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%可得,拉力F做的功
W=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{3.6×1{0}^{4}J}{80%}$=4.5×104J;
(3)由圖可知,n=2,則繩端移動的距離:
s=nh=2×3m=6m,
由W=Fs可得,拉力的大小:
F′=$\frac{{W}_{總}}{s}$=$\frac{4.5×1{0}^{4}J}{6m}$=7500N,
不計(jì)繩重和繩子與滑輪間的摩擦,由F=$\frac{1}{n}$(G+G)可得,動滑輪的重力:
G=nF-G=2×7500N-1.2×104N=3000N,
仍用此滑輪組提升重力為15000N的物體時(shí),滑輪組的機(jī)械效率:
η′=$\frac{{W}_{有}′}{{W}_{總}′}$×100%=$\frac{G′h}{(G′+{G}_{動})h}$×100%=$\frac{G′}{G′+{G}_{動}}$×100%=$\frac{15000N}{15000N+3000N}$×100%≈83.3%.
答:(1)物塊未提之前,靜止在地面上的物塊對地面的壓強(qiáng)是2.4×104Pa;
(2)拉力F做了4.5×104J的功;
(3)若仍用此滑輪組提升重力為15000N的物體,則滑輪組的機(jī)械效率為83.3%.

點(diǎn)評 本題考查了重力公式和壓強(qiáng)公式、做功公式、效率公式、繩端拉力的計(jì)算等,明確滑輪組提升物體時(shí)的有用功和總功是關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
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15.在日常生活中,物理知識有著廣泛的應(yīng)用.
(1)列車進(jìn)站時(shí),人必須站在離站臺邊緣1m左右的安全線以外候車,這是因?yàn)檐圀w附近氣流速度大,壓強(qiáng)小,容易把人吸向列車.
(2)電風(fēng)扇的扇葉容易沾上灰塵,這是因?yàn)樯热~在轉(zhuǎn)動過程中,通過摩擦的方式帶上了電荷,而電荷具有輕小物體性質(zhì),所以出現(xiàn)上述現(xiàn)象.

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16.鄒城市在因利河治理工程中,推土機(jī)發(fā)揮了重要作用.如圖是某型號履帶式推土機(jī),其發(fā)動機(jī)的額定功率為15kW,質(zhì)量為2.0×104kg,履帶與地面的總接觸面積為2.5m2(取g=10N/kg).求:
(1)推土機(jī)靜止時(shí)對水平地面的壓強(qiáng);
(2)若推土機(jī)在平直場地上以額定功率作業(yè),在其以1.5m/s的速度勻速前進(jìn)15m的過程中,牽引力所做的功和它受到的阻力.

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13.如圖1,電源電壓為6V,滑動變阻器R2最大阻值是20Ω,閉合開關(guān),滑動變阻器的P-R圖象如圖2,則R1和圖2中的P0各為多少( 。
A.10Ω 0.6WB.10Ω 0.8WC.20Ω 0.6WD.20Ω 0.8W

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20.把一小球放入盛滿酒精的杯中,溢出8g酒精.若將其放入盛滿水的杯中,從杯中溢出水的質(zhì)量等于或不小于8g.(填“大于、小于、等于或不小于”)

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10.“以崇尚科學(xué)為榮,以愚昧無知為恥”請你寫出一位你最崇拜的物理學(xué)家的名字牛頓,它的重要供獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)了力學(xué)三大運(yùn)動定律.

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17.如圖所示在險(xiǎn)峻的絕壁上,徒手攀巖者挑戰(zhàn)自然、挑戰(zhàn)自我,演繹“絕壁芭蕾”的精彩瞬間,對此小麗同學(xué)運(yùn)用所學(xué)物理知識解釋這一精彩瞬間完全符合物理學(xué)規(guī)律的是( 。
A.攀巖者在攀登的過程中,隨著高度的增加重力勢能會保持不變
B.攀巖者唯一的裝備就是一雙鞋底刻著很深花紋的運(yùn)動鞋,這使他可以有效防止摩擦力帶來的危害
C.攀巖者在攀登時(shí),要努力克服自身受到慣性力的 作用
D.攀巖者如圖造型靜止時(shí),攀巖者受到的向上的拉力與自身的重力是一對平衡力

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8.在科學(xué)探究(凸透鏡成像規(guī)律)的時(shí)候:
(1)應(yīng)先將凸透鏡的光心、蠟燭的中心、光屏的中心調(diào)整到同一水平面上,這樣才能使;蠟燭的像成在光屏上.
(2)當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí),物體經(jīng)凸透鏡在光屏上成倒立、縮小的實(shí)像,像距在1倍焦距和2倍焦距之間;
(3)當(dāng)物距等于2倍焦距時(shí),能得到倒立、等大的實(shí)像,像距等于2倍焦距;
(4)當(dāng)物距在1倍焦距和2倍焦距之間時(shí),在光屏上能得到倒立、放大的實(shí)像,像距大于2倍焦距焦距,由此可知,凸透鏡成放大或縮小實(shí)像的分界點(diǎn)是2倍焦距處.

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9.如圖1所示:在利用太陽光測量凸透鏡的焦距時(shí),小華將凸透鏡正對著太陽,再把一張紙放在它的下方,如圖1所示.當(dāng)在紙上呈現(xiàn)一個(gè)并非最小的光斑時(shí),測得這個(gè)光斑到凸透鏡的距離為L.小華推斷,凸透鏡的焦距一定大于L.

(1)你認(rèn)為小華的推斷對嗎?答:不對.
(2)小華為了檢驗(yàn)自己的推斷是否正確,可將手上的凸透鏡向下方的紙張移近了一些,若觀察紙上呈現(xiàn)的光斑變大(選填“變大”“先變小后變大”“變小”)則自己的推斷是正確.
小明在用焦距為10cm的凸透鏡來探究其成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上.
(3)當(dāng)燭焰、凸透鏡位于圖甲中刻度對應(yīng)的位置時(shí),光屏上得到一個(gè)清晰的像,該像是一個(gè)倒立、縮小(選填“放大”或“縮小”)的實(shí)像.此時(shí)所成的像與照相機(jī)所成的像性質(zhì)相同(填“照相機(jī)”、“投影儀”或“放大鏡”).
(4)對于焦距相同的凸透鏡,一個(gè)物距應(yīng)該對應(yīng)唯一的一個(gè)像距,但從各組匯報(bào)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn),物距均為12.00cm時(shí),有三個(gè)小組所測像距分別為23.00cm,24.00cm,26.00cm.若他們的數(shù)據(jù)差別不是因?yàn)殚L度測量誤差導(dǎo)致的,你認(rèn)為出現(xiàn)這種情況的操作原因是沒有在像最清晰的時(shí)候讀數(shù).
(5)實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)蠟燭漸漸變短了,要使?fàn)T焰的像仍然成在光屏的中心,應(yīng)該將光屏向上移動.(填“上”或“下”)
(6)把圖甲中的凸透鏡看作眼睛的晶狀體,光屏看作視網(wǎng)膜.給“眼睛”戴上近視眼鏡,使?fàn)T焰在“視網(wǎng)膜”上成一清晰的像,如圖乙所示.若取下近視眼鏡,為使光屏上得到清晰的像,應(yīng)將光屏靠近(選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”)透鏡.
(7)蠟燭成完整像時(shí),如果用白紙將凸透鏡的上半部分擋住,則光屛上能(選填“能”或“不能”)成燭焰完整的像.

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