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如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图,它由4个定滑轮和2个动滑轮组成,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上,摇动旋轮的摇柄可以使晾衣架升降,假设在升降过程中衣架横梁始-九年级物理
[db:作者] 2020-05-30 00:00:00 互联网
题文
如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图,它由4个定滑轮和2个动滑轮组成,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上,摇动旋轮的摇柄可以使晾衣架升降,假设在升降过程中衣架横梁始终保持水平。第一次晾晒衣物时,将重150N的衣物(含横梁及晾衣架)以0.12m/s的速度匀速提起1.2m,在此过程中旋轮牵引绳子的拉力F
1
所做的功是200J。第二次晾晒衣物时,旋轮牵引绳子的拉力大小为40N,使衣物匀速上升1m,在提升衣物(含横梁及晾衣架)过程中滑轮组的机械效率比第一次降低了1%。旋轮的摩擦及细绳的质量均忽略不计,动滑轮的总重为2 N,取g= 10N/kg。求:
(1)拉力F
1
做功的功率;
(2)第一次利用该晾衣架提升衣物过程中,滑轮组的机械效率;
(3)第二次利用该晾衣架提升衣物过程中,需克服摩擦力做多少功。
题型:计算题 难度:偏难
答案
(1)20W(2)90%(3)15.6J
试题分析:(1)第一次提升衣物升所用的时间
=10s 1分
拉力F
1
做功的功率 P
1
=
=
20W 1分
(2)第一次利用晾衣架提升衣物的机械效率
η
1
=
=90% 2分
(3)第二次利用晾衣架提升衣物的机械效率 η
2
=η
1
-1%=89%
总功 W
总
′=F
2
s′=40N×4×1m=160J 1分
有用功 W
有
′=η
2
W
总
′=142.4J
克服动滑轮总重做功 W
动
=G
动
h′=2N×1m=2J
需克服摩擦力做功 W
f
=W
总
′- W
有
′- W
动
= 160J-142.4J-2J=15.6J 1分
据专家权威分析,试题“如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图,它由4个定滑轮和2个动滑轮..”主要考查你对 功的概念 等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
功的概念
考点名称:功的概念
功的定义:
必须有作用在物体上的力,且物体在这个力的方向上通过一段距离,就说这个力对物体做了机械功,简称做功;
功的两个要素:
一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。
以下三种情况下力对物体不做功:
(1)靠惯性运动的物体没有力对它做功。例如:某同学踢足球,球离开脚后飞出10m远,足球飞出10m 远的过程中,人做功为零。
(2)物体受到力的作用,但没有移动距离,也就不可能在力的方向上通过距离,力对物体不做功。如:一辆汽车停止在路边,一个人用很大的力却没有推动它。推力对汽车不做功。
(3)物体受到力的作用,同时也运动了一段距离,但两者相互垂直,即在力的方向上没有通过距离,这个力也没有对物体做功。如手提水桶在水平面上运动一段距离,水桶虽然受到手的提力作用,但是由于手提桶的力的方向始终竖直向上,跟水平地面垂直,所以在水平面上走得再远,手的提力对水桶也没有做功。
功和机械能知识梳理:
如何判断力对物体是否做功:
判断力对物体是否做功,可以从物体在力的作用下,在该力的方向上是否移动了距离来进行判断。
如冰块在光滑冰面上匀速滑动,水平方向上没有受到力的作用,只是在竖直方向上受重力和支持力;因此,水平方向上没有力对冰块做功,而竖直方向上,重力、支持力的方向都与冰块运动的方向垂直,所以重力、支持力也没有对冰块做功。
人用力推车,对车有水平推力,且车沿水平方向通过了距离,符合做功的两个要素,推力做了功。
例1教学大楼每层楼高为3m,小明提着一重 50N的箱子,沿楼梯从一楼登上三楼,再沿三楼水平走廊走了4m进入教室,从一楼到教室过程中小明对箱子做的总功为( )
A.0J B.300J C.450J D.500J
解析:本题包括两个过程,一是小明将50N的箱子提高6m,人对箱子的拉力是50N,箱子在拉力方向上移动6m的距离,根据W=Fs=50N×6m= 300J;另一过程是提着箱子在水平走廊走了4m,拉力和箱子移动距离的方向垂直,在这一过程中人没有做功。
答案:B
http://www.00-edu.com/html/202005/74734.html
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