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近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭，汽车出现故障后，需要进行维修．小明家的汽车发动机在维修时，工人师傅要用一个滑轮组（如图所示）把车里的发动机提起来，已知发动机质-物理
[db:作者]  2020-05-30 00:00:00  互联网

题文

近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭，汽车出现故障后，需要进行维修．小明家的汽车发动机在维修时，工人师傅要用一个滑轮组（如图所示）把车里的发动机提起来，已知发动机质量为180kg，滑轮组的机械效率约为60%，g取10N/kg．求：
（1）工人师傅要向下用力拉绳子，请在图中画出工人师傅最省力的绳子绕法．
（2）工人师傅的拉力约为多少？
（3）若工人师傅在10s内将发动机提起了1m，他做功的功率约为多少？

题型：问答题  难度：中档

答案



（1）要求施力方向向下，从绳子末端开始，依次绕过定滑轮、动滑轮，这样反复完成，绕法如图所示：
（2）发动机的重力：G=mg=180kg×10N/kg=1800N；
工人师傅的拉力：F=
Gh
ηs
=
G
nη
=
1800N
4×60%
=750N；
（3）s=h=4×1m=4m，
W=Fs=750N×4m=3000J，
P=
W
t
=
3000J
10s
=300W．
答：（2）工人师傅的拉力约为750N．
（3）若工人师傅在10s内将发动机提起了1m，他做功的功率约为300W．

据专家权威分析，试题“近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭，汽车出现故障后，需要进..”主要考查你对  功的计算，功率的计算，滑轮组的设计与组装  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设计与组装

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：滑轮组的设计与组装

  • 组装滑轮组的要领：
    1、确定“n”。根据题意确定由多少段绳子承担动滑轮重力和物体重力。

    2、确定动滑轮个数。
    （1）、当n为偶数时，动滑轮的个数是：
    （2）、当n为奇数时，动滑轮的个数是：

    3、确定定滑轮的个数。口诀：“一动配一定，偶数减一定，变向加一定。”
    （1）在不改变施力的方向时，以动滑轮个数为基数，按“一动配一定，偶数减一定”来确定定滑轮的个数。即：一个动滑轮配一个定滑轮；但当n为偶数时，定滑轮的个数等于“动滑轮的个数减一个”。
    （2）在需要改变施力的方向时，仍以动滑轮的个数为基数，按“变向加一定”的方法确定定滑轮的个数。即：在“一动配一定，偶数减一定”的基数上，再加上一个定滑轮。

    4、组装滑轮组。口诀：“奇动偶定”。确定好了动滑轮和定滑轮的个数后，再确定绳子的起始点。
    （1）当n为奇数时，绳子的起始点从动滑轮开始，经定滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。
    （2）当n为偶数时，绳子的起始点从定滑轮开始，经动滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。

  • 滑轮组的绕线问题：
        一般来说，在给滑轮组绕线时，首先要确定承担物重的绳子股数n，然后根据“奇动偶定，由内向外”的原则绕绳。“奇、偶”是指承担物重的绳子股数，“动、定” 是指动滑轮和定滑轮。即如果n是奇数，则绳子起始端在动滑轮的小钩上开始绕起；如果n是偶数，则绳子起始端从定滑轮的小钩上开始绕起。需要注意的是：在绕线时，所画的线要直，并且要与两个滑轮外侧相切；在一般情况下，要在最后一股 (最外层)绳子的末端用箭头标出拉力的方向。在中考中此类问题包括以下几种类型：
    (1)已知滑轮组的省力情况
    (2)未知滑轮组的省力情况
    (3)根据特定要求绕线确定滑轮组绕线时要注意一些特殊的要求，比如 “最省力”、“人要站在地面上”、“向上拉”等，还要符合一定的物理情景。
    例1完成图示滑轮组的绕线。

    解析：根据绕线规律“奇动偶定”n=3或n=5为奇数，(1)(2)(4)绳子的起点在动滑轮上，n=4为偶数，所以(3)绳子的起点在定滑轮上。
    答案：如图

    组装滑轮组的方法：
        要正确组装滑轮组，首先要根据题意算出承担物重的绳子的股数n，然后再根据“奇动偶定”的原则组装滑轮组，即当n为奇数时，绳子的起始端系在动滑轮上，当n为偶数时，绳子的起始端系在定滑轮上。
    例一条绳子最多能承受1000N的拉力。请设计一个滑轮组，用这条绳子吊起3300N的重物，画出滑轮组安装示意图。
    解析：先确定绳子股数：， n的取值应为4；根据“奇动偶定”原则绳子固定端应在定滑轮上，若改变力的方向，绕法如图乙所示；若不改变力的方向，绕法如图甲所示。
    答案：
http://www.00-edu.com/html/202005/76217.html十二生肖
十二星座