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如图所示物重100N，不计滑轮重、绳重，不计机械自身摩擦，用F=10N的拉力，使物体A以0.1m/s的速度作匀速直线运动，则：（1）物体A受摩擦力的大小？（2）拉力F在10s内所做的功为多少-物理
[db:作者]  2020-05-30 00:00:00  互联网

题文

如图所示物重100N，不计滑轮重、绳重，不计机械自身摩擦，用F=10N的拉力，使物体A以0.1m/s的速度作匀速直线运动，则：
（1）物体A受摩擦力的大小？
（2）拉力F在10s内所做的功为多少？
（3）拉力F的功率为多少？
（4）若考虑机械自身的摩擦时，所用拉力F=12N，此时滑轮组的机械效率是多大？

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）物体A受摩擦力：
f=nF=2×10N=20N；
（2）10s内物体A移动的距离：
L=vt=0.1m/s×10s=1m，
拉力F在10s内所做的功：
W=FS=FnL=10N×2×1m=20J；
（3）拉力F的功率：
P=
W
t
=
20J
10s
=2W；
（4）此时滑轮组的机械效率：
η=
W有
W总
=
fL
Fs
=
fL
FnL
=
f
Fn
=
20N
12N×2
≈83.3%．
答：（1）物体A受摩擦力为20N；
（2）拉力F在10s内所做的功为20J；
（3）拉力F的功率为2W；
（4）此时滑轮组的机械效率是83.3%．

据专家权威分析，试题“如图所示物重100N，不计滑轮重、绳重，不计机械自身摩擦，用F=10..”主要考查你对  功的计算，功率的计算，滑轮（组）的机械效率，二力平衡的定义及条件，滑轮（组）中拉力的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算功率的计算滑轮（组）的机械效率二力平衡的定义及条件滑轮（组）中拉力的计算

考点名称：功的计算

  • 功的计算公式：
    功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。

    单位：
    国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

  • 在利用该公式进行计算时的注意点：
    (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；

    (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；

    (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。

考点名称：功率的计算

  • 功率的计算公式：
    （1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
    （2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

  • 公式法计算功率：
         运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
    例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：

    (1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
    (2)铁明克服重力做功是多少?
    (3)铁明做功的总功率多大?
    解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
    （1）0.24m/s
    （2）
    （3）

    例2在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ海水=1．03×103kg／m3。
    (1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
    (2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3，密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动，求该力的大小。
    (3)若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以0．5m／s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率。

    解析：（1）由液体压强公式得，，
    （2）物体在水下受平衡力的作用，则
    则
    （3）由题图可知，海水阻力与机器人的运动速度成正比，当机器人运动速度为0．5m/s时，f=175N 机器人匀速前进时，机器人水平推进力F=f
    P=Fv=175N×0．5m/s=87．5W
    答案：（1）7.21×105Pa（2）334N（3）87.5W

考点名称：滑轮（组）的机械效率

  • 滑轮组的机械效率：
    有用功 W有用=Gh
    总功 W总=Fs
    W总=Gh+G动h
    (不计绳重，摩擦）
    额外功 W额外=W总-W有用
    W额外=G动h
    (不计绳重，摩擦）
    机械效率 （n为承担重物绳的股数）
    (不计绳重,摩擦)

  • 测量滑轮组的机械效率:
    ①器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组
    ②原理：η=
    ③步骤：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再按要求组装滑轮组，用弹簧测力计提起绳端匀速上升，测出作用于绳端的作用力F，确定重物和绳自由端的始、末位置，用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s，再用公式求出滑轮组的机械效率η ；

    ④注意事项：一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升，二是要让绳端竖直上升。

  • 提高滑轮组机械效率的方法:
    1．影响滑轮组机械效率的因素滑轮组是人们经常使用的简单机械，用同一滑轮组提升物体G升高h时，滑轮组对物体做的功为有用功，而人对滑轮组的拉力F做的功为总功，F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数)，则滑轮组的机械效率；若不计摩擦力，而动滑轮的重为G’，那么提升动滑轮做的功就是额外功，则滑轮组的机械效率还可表示为。讨论这个表达式可知，对于同一滑轮组(G’一定)，提升重物越重，滑轮组的机械效率越高；而提升相同重物时，动滑轮越少、越轻的滑轮组，机械效率越高。

    2．提高滑轮组机械效率的方法
    (1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。
    (2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。
    (3)换用最简单的机械。

  • 滑轮组拉物体水平前进时的机械效率：
    W有用 W额外 W总 η

    拉力F、物重G、物体匀速移动时与地面摩擦力f、物体移动距离s物、拉力F移动距离s    		 W有用=f·s物 —— W总=F·s=F·ns物
    n为绳子股数

考点名称：二力平衡的定义及条件

  • 定义:
    物体在两个力作用下保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这两个力平衡.

  • 二力平衡的条件：
    同物：两个力作用在同一物体上
    等值：两个力大小相等
    反向：两个力方向相反
    共线：两个力在同一直线上

    说明：
    ①二力平衡时要求四个条件同时具备，缺一不可。
    ②判断二力是否平衡既可用二力平衡条件来判断，也可根据物体是否处于平衡状态来确定受到的力是否平衡

  • 隐含“二力平衡”的变形题：
        考查二力平衡与平衡状态的试题很多，形式变化多样，有一些条件很直接，而有时具有隐蔽性，但始终遵循平衡力和平衡状态的对应关系，准确把握这一关系，适应多变题型。题型多以填空题、选择题的形式出现。
    例:如图所示，各用4N的水平力沿相反的方向拉弹簧测力计的两端(弹簧测力计自重不计)，则下列说法中正确的是(   )

    A．弹簧测力计的示数为4N，弹簧测力计受的合力为4N
    B．弹簧测力计的示数为0N，弹簧测力计受的合力为0N
    C．弹簧测力计的示数为8N，弹簧测力计受的合力为0N
    D．弹簧测力计的示数为4N，弹簧测力计受的合力为0N
    解析:本题考查弹簧测力计的原理，弹簧测力计是利用力产生的效果大小来测量力的大小的。弹簧测力计的构造是弹簧一端固定(与挂环相连的一端)，叫做固定端；另一端与挂钩相连，叫做自由端。测量时，使固定端不动，拉力拉挂钩使弹簧伸长，拉力越大，弹簧伸长就越长，弹簧测力计的示数就越大，也就是说，弹簧测力计指针的示数等于作用在挂钩上的拉力的大小，是一端的力的大小，而不是两端的受力之和所以在本题中弹簧测力计的示数是4N。而把弹簧测力计作为研究对象，在一对平衡力作用下，合力是零。
    答案：D

    二力平衡的判断方法：
        判断一对力是否是平衡力，有两种方法。一种是根据二力平衡条件判断，只要两个力“同体、等大、反向、共线”，那么，这两个力就是一对平衡力。另一种是根据物体的运动状态是否改变判断，如果物体在某一方向上受到一对力而运动状态保持不变，那么这一对力就是平衡力，反之，就不是平衡力。
    例1一本物理书静止在水平桌面七，下列各对力中属于平衡力的是（）
    A．书对地球的引力和地球对书的引力
    B．书受到的重力和桌面对书的支持力
    C．书对桌面的压力和书受到的重力
    D．书对桌面的压力和桌面对书的支持力
    解析：互为平衡力的两个力应满足：受力物体相同，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。A 项中的两个力的受力物体不同，是一对相互作用力；B 项重力和支持力四个条件都符合，是平衡力；C项中的两个力不满足受力物体相同和方向相反的条件，不是平衡力；D项中的两个力的受力物体不同，施力物体和受力物体刚好相反，是一对相互作用力。
    答案：B

  • 二力平衡的意义：
        二力平衡是力的分析的最简单、最基本的情况，若一物体处于二力平衡状态，我们了解了其中一个力，对另一个力也就了如指掌。如图所示，一物体放在水平桌面上，它将受到重力和桌面对它的支持力，物体处于平衡状态。我们知道了物体的重力，根据等大、反向、共线的关系，也就知道了支持力，的大小、方向及作用点。

    二力平衡的作用效果：
        二力平衡的效果不仅使物体保持平衡状态，还使物体发生了形变(只不过有时效果不明显，但形变还是有的，如静止在地面上的物体受重力和地面支持力的作用，发生了微小形变)。因此，两个力并不是完全抵消而没有产生任何力的作用效果。

    补充：
    (1)物体在两平衡力作用下处于平衡状态，若再加一对或多对平衡力，物体将仍然处于平衡状态。
    (2)平衡力可以通过受力图形象地描绘出来。

    二力平衡的应用：
    （1）用弹簧测力计测量物体所受重力时，就是利用二力平衡条件。
    （2）放在桌面上的花瓶受到竖直向下的重力和桌面对他竖直向上的支持力，二力平衡。
    （3）悬挂着的吊灯，受到竖直向下的重力和吊线对它竖直向上的拉力，二力平衡。
    （4）在水平道路上匀速直线运动的汽车，水平方向受到向前的牵引力和向后的阻力，二力平衡。
    （5）在竖直方向，汽车受到向下的重力和路面对它向上的支持力，二力平衡。

考点名称：滑轮（组）中拉力的计算

  • 滑轮组的省力情况：
    使用滑轮组时，滑轮组由几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

  • 滑轮组由几股绳子承担物重：
        有几股绳与动滑轮相连，承担物重的绳子的股数n 就是几，而重物上升的高度h与绳子自由端移动的距离s的关系是：s=nh。如图：在动、定滑轮之间画一条线，将它们分开，只算在动滑轮上的绳子的股数。

    例1如图甲、乙滑轮组装置，所有摩擦不计，分别用F1、F2竖直匀速拉动重物G，已知每个滑轮重力为 G／2，则力F1和F2之比为(  )


    A．1：1B．3：2C．2：3D．3：4
    解析：当考虑动滑轮的重力，不计摩擦时，F=，由图中滑轮组的绕线方法可知：F1=。
    答案：C

    滑轮组省力情况的判断
    1．滑轮组竖放：若不考虑动滑轮自重以及绳、轮摩擦，滑轮组用几股绳子吊着物体，提起物体所用的动力就是物重的几分之一，即；若考虑动滑轮自重，但忽略摩擦，此式变为F拉= 。用“连动法”，弄清直接与动滑轮连接的绳子的根数n，在图甲中我们以重物和动滑轮为研究对象，n=4，有四根绳子承担动滑轮及重物，所以用力。同理，分析乙图可知，提起重物及动滑轮的。

     2．滑轮组横放：在不考虑绳、轮摩擦时，滑轮组用几股绳拉着物体做匀速直线运动，拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一，即：。
    例1同一物体沿相同的水平地面被匀速移动，如下图所示，托力分别为F甲、F乙、F丙，不记滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则(   )

     A．F甲<F乙<F丙
    B．F甲>F乙>F丙
    C．F甲>F乙=F丙
    D．F甲=F乙>F丙
    解析：三种情况下物体与地面的摩擦都相等为f，甲是定滑轮，F甲=f，乙是动滑轮，，丙是滑轮组，，即，选B。
    例2如图甲所示，物体4在拉力F的作用下做匀速直线运动，弹簧测力计的示数是5N，那么拉力，为_____N，物体A与地面间的摩擦力为_____N。

    解析：本题动滑轮的动力施加在转轴上，是一种费力的用法，其实质是动力臂是阻力臂一半的杠杆，要费力，其杠杆示意图如图所示。
    答案：10   5
    点拨：此题的图可以旋转90。与常见的动滑轮对比。
http://www.00-edu.com/html/202005/75985.html十二生肖
十二星座