5.如圖乙所示是一種起重機(jī)的簡(jiǎn)圖,為了保證起重機(jī)起重時(shí)不會(huì)翻到,在起重機(jī)右邊配有一個(gè)重物m0;已知OA=12m,OB=4m.用它把質(zhì)量為2×103kg,底面積為0.5m2的貨物G勻速提起.求:
(1)起吊前,當(dāng)貨物靜止在水平地面時(shí),它對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少?
(2)若起重機(jī)自重不計(jì),吊起貨物為使起重機(jī)不翻倒,右邊的配重m0至少為多少千克?
(3)如果起重機(jī)吊臂前端是由如圖甲所示的滑輪組組成,動(dòng)滑輪總重100kg,繩重和摩擦不計(jì).如果拉力的功率為6kW,則把2×103kg的貨物勻速提高10m,拉力F的大小是多少?需要多少時(shí)間?滑輪組機(jī)械效率是多少?

分析 (1)貨物對(duì)地面的壓力等于自身重力,知道受力面積,利用壓強(qiáng)公式求貨物對(duì)地面的壓強(qiáng);
(2)知道兩邊力臂,利用杠桿平衡條件求右邊配重;
(3)由圖知,n=3,拉力端移動(dòng)距離s=3h,繩重和摩擦不計(jì),拉力F=$\frac{1}{3}$(G+G),利用W=Fs求拉力做的總功,利用t=$\frac{W}{P}$求做功時(shí)間;利用W=Gh求有用功,再利用效率公式求滑輪組的機(jī)械效率.

解答 解:
(1)貨物對(duì)地面的壓力:
F=G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N,
受力面積S=0.5m2,
貨物對(duì)地面的壓強(qiáng):
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2×1{0}^{4}N}{0.5{m}^{2}}$=4×104Pa;
(2)由杠桿平衡條件得:
G×OA=G0×OB,
mg×OA=m0g×OB,
解得右邊配重:
m0=$\frac{m×OA}{OB}$=$\frac{2×1{0}^{3}kg×12m}{4m}$=6×103kg;
(3)由圖知,n=3,拉力端移動(dòng)距離s=3h=3×10m=30m,
繩重和摩擦不計(jì),拉力F=$\frac{1}{3}$(G+G)=$\frac{1}{3}$(2×103kg×10N/kg+100kg×10N/kg)=7000N,
拉力做功:
W=Fs=7000N×30m=2.1×105J,
由P=$\frac{W}{t}$得做功時(shí)間:
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{2.1×1{0}^{5}J}{6000W}$=35s,
有用功:
W有用=Gh=2×104N×10m=2×105J,
滑輪組的機(jī)械效率:
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{2×1{0}^{5}J}{2.1×1{0}^{5}J}$×100%≈95.2%.
答:
(1)起吊前,當(dāng)貨物靜止在水平地面時(shí),它對(duì)地面的壓強(qiáng)是4×104Pa;
(2)若起重機(jī)自重不計(jì),吊起貨物為使起重機(jī)不翻倒,右邊的配重m0至少為6×103kg;
(3)拉力F的大小是7000N,需要時(shí)間35s,滑輪組機(jī)械效率是95.2%.

點(diǎn)評(píng) 本題為力學(xué)綜合題,考查了學(xué)生對(duì)重力公式、壓強(qiáng)定義式、杠桿平衡條件、功的公式、效率公式的掌握和運(yùn)用,利用好相關(guān)公式是關(guān)鍵.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題

15.教室里的同學(xué)都能看到投影幕布上的畫(huà)面,這是由于在投影幕布上發(fā)生了漫反射;激光測(cè)距儀是利用了光的直線傳播;太陽(yáng)的熱主要以紅外線(選填“紅外線”或“紫外線”)的形式傳送地球上的.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

16.“擦窗機(jī)器人”的質(zhì)量為2kg,它的“腹部”有吸盤(pán),當(dāng)擦窗機(jī)器人的真空泵將吸盤(pán)內(nèi)的空氣向外抽出時(shí),它能牢牢地吸在豎直玻璃上.(g取10N/kg)
(1)當(dāng)擦窗機(jī)器人在豎直玻璃上靜止時(shí),若真空泵繼續(xù)抽氣,則擦窗機(jī)器人受到的摩擦力不變(選填“變大”、“變小”或“不變”).
(2)吸盤(pán)與玻璃的接觸面積為1.2×103m2,如吸盤(pán)在此面積上對(duì)玻璃的壓強(qiáng)為1.5×105Pa,則吸盤(pán)在此面積上對(duì)玻璃的壓強(qiáng)為1.5×105Pa,則吸盤(pán)對(duì)玻璃的壓力是多大?
(3)擦窗機(jī)器人以0.1m/s的速度勻速豎直向下運(yùn)動(dòng)8s,它所受重力做的功是多少?重力做功的功率是多大?

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

13.從如圖中得到的信息,不正確的是( 。
A.
圖中說(shuō)明物體所受的重力與它的質(zhì)量成正比
B.
表示以5m/s速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.
圖中警示我們:一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)人類能源消耗急劇增長(zhǎng)
D.
圖中告訴我們電阻值固定不變

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

20.如圖甲是小明和同學(xué)做“測(cè)定小燈泡額定電功率”實(shí)驗(yàn)的電路,電源電壓為6V,已知小燈泡正常工作時(shí)的電壓為2.5V,正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻約為10Ω.

(1)請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線把未連接完的實(shí)物電路連接成正確的完整電路(要求:導(dǎo)線不交叉且滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)燈泡變亮).
(2)若實(shí)驗(yàn)室有三種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器,分別是甲“10Ω 1A”、乙“20Ω 0.5A”、丙“50Ω 0.2A”,則小明應(yīng)選用乙(選填“甲”、“乙”或“丙”).(3)若閉合開(kāi)關(guān),燈炮不亮,經(jīng)檢查燈絲斷了,則電流表指針偏轉(zhuǎn)情況是無(wú)偏轉(zhuǎn);電壓表指針偏轉(zhuǎn)情況是超滿偏,電壓表燒壞.
(4)更換相同規(guī)格燈泡后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在某一位置時(shí),電壓表的示數(shù)如圖乙所示,為了使燈泡正常發(fā)光,應(yīng)將滑片向右(選填“左”或“右”)移動(dòng);小明進(jìn)一步測(cè)量并描繪出小燈泡的電流隨電壓變化的曲線如圖丙所示,通過(guò)圖象可知小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電功率為0.75W.
(5)另一位同學(xué)在連接好電路后,閉合開(kāi)關(guān),在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中發(fā)現(xiàn):燈泡變亮?xí)r電壓表示數(shù)變;燈泡變暗時(shí),電壓表示數(shù)變大.經(jīng)檢查所用器材完好,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)了.(6)他們繼續(xù)用上圖所示裝置來(lái)探究“電流與電壓的關(guān)系”.其操作步驟是分別把5Ω、10Ω、15Ω的電阻接入原小燈泡的位置,立即閉合開(kāi)關(guān)記錄讀數(shù)如表所示.由表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),通過(guò)導(dǎo)體的電流跟它的電阻不成反比,其原因可能是遺漏了重要的操作步驟,此步驟是:調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使定值電阻兩端電壓不變.

次數(shù)電阻R/Ω電流I/A
150.24
2100.20
3150.16

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

10.下面是小虎同學(xué)做的長(zhǎng)度單位換算的幾個(gè)算式,其中書(shū)寫(xiě)正確的是( 。
A.5.2m=5.2×100cm=520cmB.6.5×106μm=6.5×106×10-6=6.5m
C.36μm=36×1000cm=36000cmD.480mm=480÷1000m=0.49m

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題

17.如圖所示,用最小刻度不同的刻度尺測(cè)量物體A的長(zhǎng)度.圖(a)中物體A長(zhǎng)度為2.4cm.圖(b)中,物體A長(zhǎng)度為2.45 cm.圖(c)中停表的讀數(shù)是1min40.3 s.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題

14.2013年12月14日21時(shí)11分,嫦娥三號(hào)在月球成功實(shí)施軟著陸,嫦娥三號(hào)著陸前,向下噴射燃?xì)猓3謶彝,說(shuō)明物體間力的作用是相互的;嫦娥三號(hào)離月面4m時(shí),關(guān)閉所有發(fā)動(dòng)機(jī),在月球引力作用下,自由下落到月面,說(shuō)明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

15.某實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下表所示,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.

123
鉤碼重G/N446
鉤碼上升高度h/m0.10.10.1
繩端拉力F/N1.81.62.4
繩端移動(dòng)距離s/m0.30.4
機(jī)械效率η74.1%62.5%
(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),使鉤碼上升.
(2)通過(guò)表中數(shù)據(jù)可分析出第2次實(shí)驗(yàn)是用乙(選填“甲”或“乙”)圖所示裝置做的實(shí)驗(yàn).
(3)通過(guò)第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論:使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí),動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多(動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大),滑輪組的機(jī)械效率低(選填“越高”、“不變”或“越低”).
(4)小組同學(xué)再用第1次實(shí)驗(yàn)中使用的裝置做第3次試驗(yàn),表中第3次試驗(yàn)中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為:繩端移動(dòng)距離S=0.3 m,機(jī)械效率η=83.3%.
(5)比較第1次實(shí)驗(yàn)和第3次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論:使用同一滑輪組,增大提升的物重,可以提高滑輪組的機(jī)械效率.
(6)如果沒(méi)有刻度尺,能否測(cè)出機(jī)械效率?能為什么?知道滑輪組繩子的股數(shù),根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知,只要測(cè)出物重G和拉力F就可以求出滑輪組的機(jī)械效率..

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