课课精编精练——第十章 机械与人单元测试题(二)(含答案与解析)

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名称 课课精编精练——第十章 机械与人单元测试题(二)(含答案与解析)
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资源类型 试卷
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2020-02-07 11:02:18

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第十章 机械与人单元测试题(二)
一.单项选择题(共12小题)
1.正确理解物理概念是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是(  )
A.功率大的机械,做功一定快 B.做功多的机械,功率一定大
C.做功快的机械,机械效率一定高 D.通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
2.小明在探究杠杆平衡条件时,实验中杠杆始终处于水平平衡状态,如图,若在右端从1位置→2位置逐渐改变弹簧测力计拉力的方向,则拉力的变化情况是(  )
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.先变小后变大 D.先变大后变小
3.下列四种生活用具中,使用时可以省距离的杠杆的是(  )
A.剪刀 B.开瓶扳手 C.镊子 D.钳子
4.小明在实验室内尝试用四种简单机械匀速提升同一物体(不计机械自重和摩擦),如图所示,其中所用动力最小的是(  )
A. B. C. D.
5.如图所示,甲、乙两斜面(不计摩擦)高度均为h,但甲比乙长,现把质量相等的两个物体从斜面底端匀速推到斜面顶端,则推力F1与F2的关系为(  )
A.F1>F2 B.F1<F2 C.F1=F2 D.无法确定
6.用如图所示的滑轮组提起重为G的物体,图中a是弹簧秤,不计滑轮和弹簧秤的重力及轮与轴的摩擦,则(  )
A.F=,a的读数等于F B.F=,a的读数等于F
C.F=,a的读数等于G D.F=,a的读数等于G
7.体育运动中蕴含有丰富的物理知识,对下列运动涉及的物理知识理解或描述错误的是(  )
A.张湘祥以176kg的成绩夺冠,从地面举起杠铃的过程中他对杠铃做的功约为3000J
B.体操运动员在手上涂防滑粉是为了减小摩擦
C.赛艇运动员划桨能使船前进,说明力的作用是相互的
D.弓箭离开弓后仍能继续向前飞行一段距离,是由于弓箭具有惯性
8.下列生活实例中,对图片描述正确的有(  )
A.甲图:不计阻力及能量损耗,网球从刚击球拍到球拍形变最大过程中,网球机械能守恒
B.乙图:铁锁来回摆动最终停下,在铁锁下降过程中,重力势能全部转化为动能
C.丙图:人造地球卫星由于不受空气阻力,只有动能和势能的转化
D.丁图:运动员从高处落下,动能转化为重力势能
9.机车的输出功率等于牵引力与速度的乘积。若列车所受阻力与速度的平方成正比,那么,列车提速前后分别以最高时速120km/h和180km/h在平直轨道上匀速行驶时,机车的输出功率之比为(  )
A.2:3 B.3:2 C.4:9 D.8:27
10.完全相同的甲、乙两辆玩具车同时从同一地点同方向出发,沿相同水平地面做匀速直线运动,它们运动的s﹣t图象如图所示,甲、乙两车受到的牵引力分别为
F甲、F乙,甲、乙两车牵引力的功率分别为P甲、P乙,下列判断正确的是(  )
A.F甲>F乙 P甲>P乙 B.F甲<F乙 P甲<P乙
C.F甲=F乙 P甲<P乙 D.F甲=F乙 P甲>P乙
11.如图所示,工人用160N的拉力F将重为300N的木箱在10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端。下列说法正确的是(  )
A.拉力F做功的功率是16W
B.克服木箱重力做的功是900J
C.斜面的机械效率是62.5%
D.若只改变斜面的倾斜角度,斜面的机械效率不变
12.如图所示,一名运动员投掷铅球的过程示意图,铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,不计空气阻力。在a到d的整个过程中,下列说法正确的是(  )
A.在b到c的过程中,运动员推力对铅球做了功
B.在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少
C.在c到d的过程中,铅球的动能减少
D.在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断的变化
二.多选题(共2小题)
13.桔槔,是中国农村历代通用的旧式提水器具。桔槔的结构,相当于一个普通的杠杆。如图,上端的横长杆AB相当于硬棒,横长杆的中间一点O由支架支撑起来,相当于支点。横长杆的A端绵上重石,B端用绳子与汲器(提水的容器)相连。当人们用桔槔向上提水时,下列说法正确的是(  )
A.桔槔B端受绳子向下的拉力,施力物是汲器
B.汲器受重力和绳子拉力作用,是平衡力关系
C.B端所受拉力的力臂是OB长
D.利用桔槔向上提水比直接提水省力
14.如图所示,物体A的质量m=12kg,在拉力F的作用下,物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,弹簧测力计示数为12N,忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力,并且绳子足够长,则下列说法正确的是(  )
A.物体A与水平面间摩擦力f的大小为12N
B.拉力F的大小为24N
C.物体A运动10s的过程中,拉力F所做的功为12J
D.拉力F的功率是2.4W
三.填空题(共6小题)
15.重力为100N的物体,受到20N的水平拉力,在水平面上匀速前进5m,则重力做功为   J,拉力做功为   J。
16.如图所示,独轮车车斗和车内的煤受到的总重力在为900N,此重力作用于A点,车轴O为支点。当车把抬起时,作用在车把B点上的力至少为   N,运送同样多的煤,要想使力F更小些,你的建议是   。
17.如图所示的A、B两个滑轮中   (选择A或B)是动滑轮,当以F为10N的拉力拉物体匀速前进时,则物体与地面间的摩擦力为   N。
18.一架执行人工降雨任务的飞机,沿水平方向匀速飞行,并不断向下抛撒“液氮”,在此过程中,飞机的动能逐渐   ,重力势能逐渐   ,机械能逐渐   。
19.如图所示,某同学在做俯卧撑运动,可将他视为一个杠杆,他的中心在A点,重力为500N,那么他将身体撑起,双手对地面的压力至少为   N,若他在1min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离为0.4m,则他的功率至少为   W。
20.用如图甲所示的滑轮组运货物上楼,图乙记录了整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象,当货物的重力为400N时,绳子的拉力为   N;此时滑轮组的机械效率为   %.(不考虑绳重和摩擦)
四.作图题(共2小题)
21.如图1所示的钢丝钳,其中A是剪钢丝处,B为手的用力点,O为转动轴(支点),图2为单侧钳柄及相连部分示意图。请在图2中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂L1和阻力F2。
22.图中,使杠杆OA保持静止,画出在A点所加最小力F1的示意图和阻力F2的力臂l2。
五.实验探究题(共3小题)
23.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端螺母向   (填“左”或“右”)边旋一些。
(2)调好后,第一组按图乙进行实验,第二组按图丙进行实验,你认为第   组实验更好,理由是   。
(3)如图丁所示,在杠杆左边A处挂四个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码   个。
(4)如图戊所示,若所使用的每个钩码重均为0.5N,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,使杠杆水平平衡,测力计的拉力为   N;当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数   (填“变大”“变小”或“不变”),其原因是   。
24.小明和小强在测“滑轮组机械效率”的实验中,一同学组装好如图所示实验装置,他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
(1)实验时,小明   竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码升高,弹簧测力计读数为0.5N;同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10cm,以上测量结果准确无误,其他被测物理量和计算数据记录如表:
钩码重G/N
弹簧测力计提升的高度x/m
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η
1
0.2
0.1
0.1
100%
(2)小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%,他们意识到出现了错误,请你帮他俩找出错误的原因:   。
(3)该滑轮组的机械效率实际为   (精确到0.1%)。
(4)在实验中,若将钩码的重增加到6N,则该滑轮组的机械效率将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
25.某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球,它们的质量关系为m1<m2=m3,实验的情景如图所示。
(1)通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小,运用的物理方法是   (选填“转换法或“类比法”)。
(2)分析甲、乙两种情况可知,重力势能的大小与物体的   有关:分析乙、丙两种情况可知,重力势能的大小与物体的   有关。
(3)小铁球m2落入细沙后,速度不断减小直至静止,它的机械能转化为   。
(4)同学们还发现小球离地面越高,下落到地面所用的时间越长,他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如表。分析数据,写出h与t2的关系式为   。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/m
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
t2/s2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
六.计算题(共4小题)
26.如图所示(滑轮组的绕绳未画出),小明用力向下拉动绕在滑轮组的绳子的自由端,使绳端向下移动了1.5m,重物以0.1m/s的速度匀速上升了0.5m。已知:滑轮组的机械效率为80%;重物重为1200N;小明重600N(g=10N/kg)。求:
(1)按题意画出滑轮组的绕绳方法。
(2)小明做功的功率。
(3)物体匀速上升时,小明对地面的压力。
27.某型号旅游大巴车发动机的功率为6×104W,当旅游大巴车在额定功率下沿水平路面匀速行驶时,它受到的阻力是2400N.问:
(1)发动机的牵引力是多大?
(2)大巴车行驶的速度多少?
(3)行驶10min,牵引力所做的功是多少?
28.“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备。如图所示的“塔吊”。AB是竖直支架,CD是水平臂,其上OC段叫平衡臂,C端装有配重体,且OC=15m,OD段叫吊臂,E处装有滑轮组,可在O、D两点间移动,滑轮组重力及摩擦忽略不计。
(1)当OE=10m时,若用此“塔吊”能起吊重物的最大质量是1.5t,则配重体的质量是多少?
(2)则当滑轮组移到D点(OD=25m)时能够安全起吊重物的最大重力是多少?
(3)当OE=20m时,用此“塔吊”将1.5t的钢材先竖直匀速吊起8m高,然后沿水平方向慢慢旋转90°后即送达指定位置,在这一过程中,“塔吊”对钢材做了多少功?
29.在航港建筑地常看到这种起重机械,利用它吊起建筑材料。当竖直匀速吊起2400N的物体时,滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和滑轮轴与轮间的摩擦(g取10N/kg)。
(1)货物匀速上升时,货物的机械能将   ,理由是   。
(2)货物升高0.5m的过程中,所做的有用功为多大?
(3)绳端的拉力F是多大?
(4)若将重力为3000N的重物提升0.5m,拉力做的总功为多大?

第十章 机械与人单元测试题(二)
参考答案与试题解析
一.单项选择题(共12小题)
D、使用任何机械都要做额外功,所以总功一定大于有用功,即有用功与总功的比值一定小于1,也就是机械效率小于100%.故D错误。
故选:A。
2.【解答】由图知,测力计在竖直位置时,其动力臂最长;因此测力计由1→2的过程中动力臂先变大后变小,根据杠杆平衡条件可知,测力计的示数先变小后变大。
故选:C。
3.【解答】A、如图所示的剪刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,费距离;
B、开瓶扳手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,费距离;
C、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,省距离;
D、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,费距离;
故选:C。
4.【解答】设物体重力为G,不计机械自重和摩擦:
A、图中为斜面,由功的原理可得:F1×4m=G×2m,解得F1=0.5G;
B、图中为滑轮组,通过动滑轮绳子段数n=3,所以F2=G;C、图中为动滑轮,动力作用在动滑轮的轴上,则F3=2G;
D、图中是杠杆,设杆与水平面的夹角为α,则有:F4×4cosα=G×1×cosα,解得F4=G。
由此可知动力最小的是D。
故选:D。
5.【解答】根据题意,甲图的斜面倾角小于乙图的斜面倾角,因为不计摩擦,假设斜面倾角足够小甚至水平,则会用非常小的力甚至不用力,物体靠惯性就可能做匀速运动,所以F1<F2。
故选:B。
6.【解答】由图可知,不计滑轮和弹簧秤的重力及轮与轴的摩擦时,滑轮组中动滑轮是由两股绳子承担,故F=G;
因动滑轮上的两股绳子是同一根绳子缠绕而成的,所以每股绳子上的拉力相同,即测力计a的读数为G。
故选:B。
7.【解答】A.从地面举起杠铃的过程中,杠铃上升的高度约为2m,他对杠铃做的功W=Gh=mgh=176kg×10N/kg×2m=3520J,约为3000J,故A正确;
B.体操运动员在手上涂防滑粉,是在压力一定的情况下,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的,故B错误;
C.赛艇运动员划桨时,船桨给水一个作用力,同时水给船桨一个力,能使船前进,说明了物体间力的作用是相互的,故C正确;
D.弓箭离开弓后,由于弓箭具有惯性,会保持原来的运动状态不变,箭离能继续向前飞行一段距离,故D正确。
故选:B。
8.【解答】A、不计阻力及能量损耗,网球与球拍的总能量是守恒的;但网球从刚撞击球拍到球拍形变最大过程中,网球的机械能会转化为球拍的弹性势能,所以网球的机械能减少,故A错误;
B、铁锁来回摆动最终停下;在铁锁下降过程中,由于要克服空气阻力做功,所以重力势能没有全部转化为动能,故B错误;
C、在大气层外,卫星绕地球运动时,没有阻力作用,没有克服摩擦做功,只有动能和势能的转化,故C正确;
D、运动员从高处落下,质量不变,高度减小,速度增大,则重力势能减小,动能增大,所以重力势能转化为动能,故D错误。
故选:C。
9.【解答】由题意知,机车提速前后的速度之比:
v1:v2=120km/h:180km/h=2:3,
由机车所受阻力与速度的平方成正比可设,f=kv2,
因机车在平直轨道上匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,机车的牵引力F=f=kv2,
机车牵引力的功率P=Fv=kv2×v=kv3,
则机车的输出功率之比:
==()3=()3=。
故选:D。
10.【解答】(1)由s﹣t图象知:当时间相同时,甲通过的路程大于乙通过的路程,
由v=知,甲车的速度大于乙车的速度;
(2)已知两车完全相同(对地面的压力也相同),沿相同水平地面运动,则两车受到的摩擦力相同;
两车都做匀速直线运动,即受力平衡,牵引力与摩擦力相等,所以两车受到的牵引力也相等,即F甲=F乙;
(3)由上知,甲车的速度大于乙车速度,F甲=F乙,
由P===Fv知,甲的功率大于乙的功率,即P甲>P乙。
故选:D。
11.【解答】A、拉力做的功为W总=FL=160N×3m=480J,
拉力做功的功率为P===48W.故A错误;
B、克服木箱重力做的功是W有用=Gh=300N×1m=300J.故B错误;
C、斜面的机械效率为η==×100%=62.5%.故C正确;
D、改变斜面的倾斜角度,木箱对压力发生改变,斜面与木箱接触面粗糙程度不变,所以摩擦力发生改变;木箱上升过程中,克服摩擦力做的功是额外功,虽然有用功不变,但额外功发生变化,由公式知,斜面的机械效率发生变化。故D错误。
故选:C。
12.【解答】A、在b到c的过程中,铅球已经被推出去了,所以在这个阶段,运动员没有对铅球施加力的左右,即运动员在该阶段没有对铅球做功,故A错误;
B、在b到d的过程中,由于不计空气阻力,所以铅球的机械能不变,故B错误;
C、在c到d的过程中,铅球的质量不变,高度减小,速度增大,重力势能减小,动能增加,故C错误;
D、在a到d的过程中,铅球的运动方向和速度大小都发生了改变,所以运动状态是在不断变化的,故D正确。
故选:D。
二.多选题(共2小题)
13.【解答】由图可知,当人们用桔槔向上提水时,人向上拉动绳子,绳子受到汲器的拉力、人的拉力和B端的拉力。
A、由图可知,当人们用桔槔向上提水时,桔槔B端受绳子向下的拉力,其施力物体是汲器,故A正确;
B、汲器在离开水面之前,受到重力、拉力和浮力的关系,此时G=F浮+F拉,重力与拉力并不相等,故不为平衡力关系,故B不正确;
C、力臂是支点到力的作用线的垂直距离,如图所示:
B端所受拉力的力臂是OA,故C不正确;
由功的原理可知,使用桔槔提水时,能够省力,但不能省功;
D、当人们用桔槔向上提水时,汲器向上受到的力有人的拉力和横杆B端的拉力,人的拉力小于汲器的重力,即省力,故D正确。
故选:AD。
14.【解答】A、因做匀速直线运动,物体A处于平衡状态,绳子的拉力等于物体A与水平面间摩擦力f则:f=F示=12N,故A正确;
B、由图方向和动滑轮的特点可知,作用在动滑轮轴上的拉力:F=2f=2×12N=24N,故B正确;
C、由图可知,n=2,所以s=×sA=×vt=×0.1m/s×10s=0.5m,拉力F所做的功:W=Fs=24N×0.5m=12J,故C正确;
D、拉力F所做功的功率:P=Fv=24N×0.1m/s×=1.2W,故D错误。
故选:ABC。
三.填空题(共6小题)
15.【解答】①重力为100N的物体,在水平面上匀速前进5m,虽然有力,也有距离,但F⊥S,所以没做功。
故答案为:0。
②物体受到20N的水平拉力,并在水平面上匀速前进5m,具备做功的两个条件,所以拉力做了功,
∴W=FS=20N×5m=100J,
故答案为:100。
16.【解答】(1)由图可知,车轴O为支点,动力臂L1=0.9m+0.3m=1.2m,阻力臂L2=0.3m,
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得:F1×1.2m=900N×0.3m,
所以F1=225N;
(2)要省力,建议:当阻力和阻力臂不变时,增大动力臂,即:两手向车把末端移动;也可减小阻力臂,将煤向车轮方向移动。
故答案为:225;手向车把末端移动。
17.【解答】B滑轮随物体一起移动,因此B滑轮是动滑轮;
承担拉力的绳子段数n=3,所以物体与地面间的摩擦力f=3F=3×10N=30N;
故答案为:动;30。
18.【解答】飞机在某一高度水平匀速飞行并空投物资,速度和高度是没有发生改变的,但是在空投物资的过程中,飞机的质量在减少;在速度不变时,质量减少,则动能减小;在高度不变时,质量减小,则重力势能减小;而机械能等于动能与势能之和,所以机械能减小;
故答案为:变小; 变小; 变小。
19.【解答】(1)由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得:Gl1=F支l2;
即:500N×0.9m=F支×1.5m;
解得:F支=300N;
由于力的作用是相互的,故双手对地面的压力等于支持力;即F压=F支=300N;
(2)每次肩部上升的距离为0.4m,即s=0.4m;
支持力做功为:W=F支s=300N×0.4m=120J;
在1min内做的功为:W总=30W=30×120J=3600J;
功率为:P===60W;
故答案为:300;60
20.【解答】(1)不考虑绳重和摩擦,滑轮组的机械效率:
η====,
由乙图可知,当G=100N时,滑轮组的机械效率η=50%,
即:50%=×100%,
解得:G动=100N;
由图可知,n=2,当货物的重力为400N时,绳子的拉力:
F=(G′+G动)=(400N+100N)=250N,
(2)此时滑轮组的机械效率:
η′=====×100%=80%。
故答案为:250;80。
四.作图题(共2小题)
21.【解答】找出支点,从O做F1的垂线段就是F1的力臂;过A点做竖直向下的阻力F2;如图所示:
22.【解答】由图知O是支点,F1作用在A点,最长力臂是OA,所以F1的方向要与OA垂直,这样才能保证其力臂是OA.如图所示。
向力F2的作用线作垂线,作出力臂l2.如图所示:
五.实验探究题(共3小题)
23.【解答】(1)杠杆右高左低,说明杠杆的重心在左边,为使杠杆平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向右边旋一些;
(2)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,因此第二组实验设计的好,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,便于测量力臂;
(3)设杠杆的一个小格为l,一个钩码的质量为m,
丁图,由杠杆平衡条件得,4mg×3l=nmg×4l,
所以n=3(个),所以应在杠杆右边B处挂3个钩码;
(4)戊图,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为OC,
由杠杆平衡条件得,4×0.5N×3l=F×2l,解得,F=3N;
弹簧测力计倾斜拉杠杆,拉力的力臂小于OC,拉力力臂变小,拉力变大,弹簧测力计示数变大。
故答案为:(1)右; (2)二; 便于测量力臂;(3)3;(4)3; 变大; 该力的力臂变短了。
24.【解答】(1)小明在进行实验时,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时绳子的拉力等于测力计示数。
(2)由图示滑轮组可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=3;
已知钩码上升高度h=0.1m,则测力计移动距离:s=nh=3×0.1m=0.3m,由表中实验数据可知,测力计移动距离为0.2m,测力计移动距离错误,从而导致滑轮组效率错误。
(3)滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%≈66.7%。
(4)提升的钩码重增加到6N,有用功增加,有用功在总功中的比重增大,则该滑轮组的机械效率将变大。
故答案为:(1)匀速;(2)绳子自由端移动的距离应该是0.3m,不等于0.2m;(3)66.7%;(4)变大。
25.【解答】(1)由题意知,实验中通过观察小球陷入细沙的深度来间接判断物体重力势能大小的,运用了转换法;
(2)图甲和图乙中,由题知m1<m2,即物体的质量不同,但从同一高度落下,且乙图中小球进入细砂中的深度更深,因此可知重力势能与物体的质量有关;
图乙和图丙中,由题意知m2=m3,即物体的质量相同,但从不同高度落下,且丙图中小球进入细砂中的深度更深,因此可知重力势能与下落高度有关;
(3)当小球陷入沙中,与沙子摩擦,最终静止,将机械能转化为内能;
(4)根据表中实验数据可知,小球下落高度与所需时间之间的关系为:h=4.9t2。
故答案为:(1)转换法;(2)质量;下落高度;(3)内;(4)h=4.9t2。
六.计算题(共4小题)
26.【解答】(1)作用在动滑轮上绳子段数是n===3,所以绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕,如下图:
(2)有用功:W有=Gh=1200N×0.5m=600J;
由η=可得,W总===750J;
由v=可知,小明所用的时间:t===5s;
拉力的功率:P===150W;
(3)由W总=Fs可得,F===500N;
故小明对地面的压力:F压=G﹣F=600N﹣500N=100N。
答:(2)小明做功的功率为150W。
(3)物体匀速上升时,小明对地面的压力为100N。
27.【解答】(1)因为汽车匀速行驶,受平衡力作用;由二力平衡知识得,牵引力F=f=2400N;
(2)由P=Fv得:
大巴车行驶的速度为v===25m/s;
(3)t=10min=600s,
牵引力做的功为W=Pt=6×104W×600s=3.6×107J。
答:
(1)发动机所提供的牵引力为2400N;
(2)大巴车行驶速度为25m/s;
(3)行驶10min牵引力所做的功是3.6×107J。
28.【解答】(1)由图可知,设此时配重体的质量为m配,由杠杆原理可得:
m大g×OE=m配g×OC,即m配===1t;
(2)当当滑轮组移到D点时,此时能安全吊起重物的最大重力为GD,由杠杆原理可得:GD×OD=m配g×OC,
即:GD===6000N;
(3)塔吊对钢材做功:W=mgh=1.5×103×10N/kg×8m=1.2×105J。
答:(1)当OE=10m时,若用此“塔吊”能起吊重物的最大质量是1.5t,则配重体的质量是10t;
(2)则当滑轮组移到D点(OD=25m)时能够安全起吊重物的最大重力是60000N;
(3)当OE=20m时,用此“塔吊”将1.5t的钢材先竖直匀速吊起8m高,然后沿水平方向慢慢旋转90°后即送达指定位置,在这一过程中,“塔吊”对钢材做的功为1.2×105J。
29.【解答】(1)当货物匀速上升时,货物的质量不变,高度增加,速度不变,因此货物的重力势能增加,动能不变,且机械能等于势能与动能的总和,所以其机械能增加;
(2)重物升高0.5m的过程中,所做的有用功:W有=Gh=2400N×0.5m=1200J;
(2)由η=得,所做的总功:W总===1500J,
由图知n=3,则拉力端移动的距离:s=nh=3×0.5m=1.5m,
由W总=Fs得绳端的拉力:F===1000N;
(3)不计绳重和滑轮轴与轮间摩擦,
由F=(G+G动)得,动滑轮重:G动=nF﹣G=3×1000N﹣2400N=600N,
答:(1)增加;货物的重力势能增加,动能不变,且机械能等于势能与动能的总和;
(2)重物升高0.5m的过程中,所做的有用功为1200J;
(3)绳端的拉力F是1000N;
(4)若将重力为3000N的重物提升0.5m,拉力做的总功为1800J。
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