精准作业46 专题(四十六) 能的转化与能量守恒(四)——滑轮、斜面和机械效率
概念理解与迁移
1.如图所示,某人通过滑轮提升重为G的重物。人由A到B的过程中,重物保持匀速上升,人对绳子的拉力大小为F,A、B间水平距离为s,不计绳重和摩擦。在此过程中( )
A.F大小保持不变
B.人做的功为Gs
C.人做的功为Fs
D.人做功的功率逐渐增大
2.如图所示,小宁用竖直向上的拉力F提升物体,使物体在2 s内匀速上升了0.1 m。已知物体重为1 N,动滑轮重为0.25 N,不计绳重和摩擦。这一过程中,下列说法错误的是( )
A.绳子自由端移动速度为0.05 m/s
B.拉力F的大小为0.625 N
C.拉力F做功为0.125 J
D.该滑轮的机械效率为80%
3.如图所示,小明用滑轮组提升重720 N的物体,他以0.2 m/s的速度向右匀速行走6 s,滑轮组的机械效率为80%。若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.动滑轮重180 N
B.此过程物体升高了3.6 m
C.拉力的功率为180 W
D.若小明以0.4 m/s的速度向右匀速行走6 s,则滑轮组机械效率将变大
4.用图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体,每次物体被提升的高度均为0.5 m,滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示,不计绳重和摩擦。下列分析正确的是( )
A.动滑轮所受的重力为5 N
B.该滑轮组的机械效率可以达到100%
C.滑轮组的机械效率越高,拉力做功越少
D.每次提升物体时,滑轮组做的额外功均为5 J
5.如图甲所示,用滑轮组提升重200 N的物体,已知拉力F为80 N,不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图像是图线 (填“A”或“B”),动滑轮重为 N,在0~3 s时间内滑轮组对物体做的有用功为 J。
6.某同学发明一自动升降排水井盖(如图甲所示),暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升(如图乙所示),加快路面雨水的排放。
(1)井盖抬升过程中,定滑轮的作用是 。
(2)某次排水过程中,重150 N的井盖被抬升0.1 m。此过程中,克服井盖重力做功 J。
(3)要使降水量稍小时就能抬升井盖,可采取的措施有 (写出一点即可)。
7.赛龙舟自古以来在我国广为流传,现已成为亚运会比赛项目。运动员在室内进行划桨训练的两个场景如图甲所示,图乙是训练装置的结构示意图,绳子系在“船桨”的A端,运动员用力将“船桨”从位置“1”划到位置“2”,重物的位置也发生了相应的变化。若重物的质量为20 kg,“划桨”一次拉过绳子的距离为60 cm。(船桨重、绳重与摩擦均不计,g取10 N/kg)
(1)在该装置中,两个滑轮的作用是 。
(2)“划桨”一次,人至少做功 J。
(3)图丙是某种耐力练习示意图,保持“船桨”与绳子垂直并静止。若OA为60 cm,OB为40 cm,运动员一只手握在O端,另一只手握在B点并施加垂直于“船桨”的力F,则此时力F的大小为 N。
8. 如图所示,工人沿斜面用一定大小的力F把重力为600 N的某物体从斜面底部匀速推到顶部(不考虑物体的大小)。已知斜面长L=3 m,高h=1.5 m。
(1)若该过程中斜面的机械效率为60%,求此时物体受到的摩擦力。
(2)若斜面光滑,请分析推理说明随着斜面倾斜角度的增大,推力F的变化情况。
解:(1)W额外==600 J,
f==200 N。
(2)若斜面光滑,则有FL=Gh,
解得F=,
当斜面高度h不变,倾斜角度增大时,斜面长度L减小,推力F增大。
能力沉淀与升华
9.如图所示,小聪父子利用滑轮组把80 kg的沙发匀速运到楼上。若作用在绳子自由端的拉力为500 N,沙发以1 m/s的速度匀速上升6 m。不计绳重及机械摩擦,g取10 N/kg。
(1)求拉力做功的功率。
(2)求滑轮组的机械效率。
(3)求动滑轮受到的重力。
(4)提高该滑轮组的机械效率有哪些具体办法
【答】(1)1 000 W (2)80%
(3)200 N (4)增大沙发的重力或减小动滑轮的重力精准作业46 专题(四十六) 能的转化与能量守恒(四)——滑轮、斜面和机械效率
概念理解与迁移
1.如图所示,某人通过滑轮提升重为G的重物。人由A到B的过程中,重物保持匀速上升,人对绳子的拉力大小为F,A、B间水平距离为s,不计绳重和摩擦。在此过程中( A )
A.F大小保持不变
B.人做的功为Gs
C.人做的功为Fs
D.人做功的功率逐渐增大
2.如图所示,小宁用竖直向上的拉力F提升物体,使物体在2 s内匀速上升了0.1 m。已知物体重为1 N,动滑轮重为0.25 N,不计绳重和摩擦。这一过程中,下列说法错误的是( A )
A.绳子自由端移动速度为0.05 m/s
B.拉力F的大小为0.625 N
C.拉力F做功为0.125 J
D.该滑轮的机械效率为80%
3.如图所示,小明用滑轮组提升重720 N的物体,他以0.2 m/s的速度向右匀速行走6 s,滑轮组的机械效率为80%。若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( A )
A.动滑轮重180 N
B.此过程物体升高了3.6 m
C.拉力的功率为180 W
D.若小明以0.4 m/s的速度向右匀速行走6 s,则滑轮组机械效率将变大
4.用图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体,每次物体被提升的高度均为0.5 m,滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示,不计绳重和摩擦。下列分析正确的是( D )
A.动滑轮所受的重力为5 N
B.该滑轮组的机械效率可以达到100%
C.滑轮组的机械效率越高,拉力做功越少
D.每次提升物体时,滑轮组做的额外功均为5 J
5.如图甲所示,用滑轮组提升重200 N的物体,已知拉力F为80 N,不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图像是图线 A (填“A”或“B”),动滑轮重为 40 N,在0~3 s时间内滑轮组对物体做的有用功为 300 J。
6.某同学发明一自动升降排水井盖(如图甲所示),暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升(如图乙所示),加快路面雨水的排放。
(1)井盖抬升过程中,定滑轮的作用是 改变力的方向 。
(2)某次排水过程中,重150 N的井盖被抬升0.1 m。此过程中,克服井盖重力做功 15 J。
(3)要使降水量稍小时就能抬升井盖,可采取的措施有 减小井盖的重力(或把排水口调小) (写出一点即可)。
7.赛龙舟自古以来在我国广为流传,现已成为亚运会比赛项目。运动员在室内进行划桨训练的两个场景如图甲所示,图乙是训练装置的结构示意图,绳子系在“船桨”的A端,运动员用力将“船桨”从位置“1”划到位置“2”,重物的位置也发生了相应的变化。若重物的质量为20 kg,“划桨”一次拉过绳子的距离为60 cm。(船桨重、绳重与摩擦均不计,g取10 N/kg)
(1)在该装置中,两个滑轮的作用是 改变力的方向 。
(2)“划桨”一次,人至少做功 120 J。
(3)图丙是某种耐力练习示意图,保持“船桨”与绳子垂直并静止。若OA为60 cm,OB为40 cm,运动员一只手握在O端,另一只手握在B点并施加垂直于“船桨”的力F,则此时力F的大小为 300 N。
8. 如图所示,工人沿斜面用一定大小的力F把重力为600 N的某物体从斜面底部匀速推到顶部(不考虑物体的大小)。已知斜面长L=3 m,高h=1.5 m。
(1)若该过程中斜面的机械效率为60%,求此时物体受到的摩擦力。
(2)若斜面光滑,请分析推理说明随着斜面倾斜角度的增大,推力F的变化情况。
解:(1)W额外==600 J,
f==200 N。
(2)若斜面光滑,则有FL=Gh,
解得F=,
当斜面高度h不变,倾斜角度增大时,斜面长度L减小,推力F增大。
能力沉淀与升华
9.如图所示,小聪父子利用滑轮组把80 kg的沙发匀速运到楼上。若作用在绳子自由端的拉力为500 N,沙发以1 m/s的速度匀速上升6 m。不计绳重及机械摩擦,g取10 N/kg。
(1)求拉力做功的功率。
(2)求滑轮组的机械效率。
(3)求动滑轮受到的重力。
(4)提高该滑轮组的机械效率有哪些具体办法
【答】(1)1 000 W (2)80%
(3)200 N (4)增大沙发的重力或减小动滑轮的重力
