圖是某科技小組設(shè)計(jì)的滑輪組模型裝置.滑化組由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,在實(shí)驗(yàn)室中小明和他的同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):在底面積為300cm2的圓柱形玻璃筒中倒入一定量的液體,鋁塊A完全浸沒在液體中勻速豎直上升的過程中,滑輪組的機(jī)械效率為η1,鋁塊A全部露出液面后勻速豎直上升的過程中,滑輪組的機(jī)械效率為η2.已知鋁塊A的質(zhì)量為2.7kg,鋁塊A離開液面后,液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化了400Pa,η1與η2之比為5:6,細(xì)繩的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦、液體對(duì)鋁塊A的阻力均忽略不計(jì),鋁的密度為2.7×l03kg/m3,g取l0N/kg.求:
(1)鋁塊露出液面前電動(dòng)機(jī)所提供的拉力F1
(2)離開液面后如果鋁塊A以0.lm/s的速度勻速上升時(shí),電動(dòng)機(jī)所提供的拉力F2的功率;
(3)已知電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為8V,電動(dòng)機(jī)的效率為90%,求通過電動(dòng)機(jī)的電流.

解:(1)V===1×10-3m3,
G=mg=2.7kg×10N/kg=27N,
由題知鋁塊在液體中受到的浮力:
F=△F=△ps=400Pa×3×10-2m2=12N,
η1===,
η2===
∵η1:η2=5:6,
=5:6,
∴G動(dòng)=9N;
F1=(G+G動(dòng)-F)=(27N+9N-12N)=8N;
(2)F2=(G+G動(dòng))=(27N+9N)=12N,
拉力F2移動(dòng)速度:v=3×0.1m/s=0.3m/s,
拉力F2做功功率:P=F2v=12N×0.3m/s=3.6W;
(3)η==×100%
90%=
I=0.5A.
答:(1)鋁塊露出液面前電動(dòng)機(jī)所提供的拉力為8N;
(2)離開液面后如果鋁塊A以0.1m/s的速度勻速上升時(shí),電動(dòng)機(jī)所提供的拉力F2的功率為3.6W;
(3)通過電動(dòng)機(jī)的電流為0.5A.
分析:(1)知道鋁塊的質(zhì)量和鋁的密度,利用密度公式求鋁塊的體積,利用重力公式求鋁塊重;然后根據(jù)鋁塊A完全浸沒在液體中和鋁塊A全部露出液面后,液體對(duì)容器底部的壓力變化量就是鋁塊受到的浮力,則F=△F=△ps;則鋁塊在液體中滑輪組的機(jī)械效率η1==; 鋁塊離開液體面η2==;再根據(jù)η1:η2=5:6,可求動(dòng)滑輪重,又因?yàn)榧?xì)繩重量、滑輪與軸的摩擦、液體對(duì)鋁塊A的阻力均忽略不計(jì),則根據(jù)F1=(G+G動(dòng)-F)可求出F1的大。
(2)鋁塊離開液體面,利用F2=(G+G動(dòng))求拉力大小,再求出拉力F2移動(dòng)速度,利用P=F2v求F2的功率.
(3)利用η==×100%即可求出電動(dòng)機(jī)的電流.
點(diǎn)評(píng):本題考查了學(xué)生對(duì)重力公式、密度公式、壓強(qiáng)公式、效率公式的掌握和運(yùn)用,本題關(guān)鍵:一是知道鋁塊在液體中、離開液體面時(shí)使用滑輪組的有用功、總功;二是利用P=Fv;三是利用W=UIt求出的是電動(dòng)機(jī)做的總功,而繩子拉力做的功為有用功.
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(2012?成都一模)圖是某科技小組設(shè)計(jì)的滑輪組模型裝置.滑化組由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,在實(shí)驗(yàn)室中小明和他的同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):在底面積為300cm2的圓柱形玻璃筒中倒入一定量的液體,鋁塊A完全浸沒在液體中勻速豎直上升的過程中,滑輪組的機(jī)械效率為η1,鋁塊A全部露出液面后勻速豎直上升的過程中,滑輪組的機(jī)械效率為η2.已知鋁塊A的質(zhì)量為2.7kg,鋁塊A離開液面后,液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化了400Pa,η1與η2之比為5:6,細(xì)繩的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦、液體對(duì)鋁塊A的阻力均忽略不計(jì),鋁的密度為2.7×l03kg/m3,g取l0N/kg.求:
(1)鋁塊露出液面前電動(dòng)機(jī)所提供的拉力F1;
(2)離開液面后如果鋁塊A以0.lm/s的速度勻速上升時(shí),電動(dòng)機(jī)所提供的拉力F2的功率;
(3)已知電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為8V,電動(dòng)機(jī)的效率為90%,求通過電動(dòng)機(jī)的電流.

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(2012?豐臺(tái)區(qū)二模)如圖是某科技小組設(shè)計(jì)的滑輪組模型裝置.滑輪組由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,在實(shí)驗(yàn)室中小明和他的同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):在底面積為500cm2的圓柱形玻璃筒中倒入一定量的液體.長方體金屬塊A的底面積為100cm2.在0-7s內(nèi),金屬塊A以0.1m/s的速度在液體中勻速豎直上升,當(dāng)金屬塊A浸沒在液體中上升時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為7/12.金屬塊A全部露出液面后以另一速度勻速豎直上升.細(xì)繩的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦、液體對(duì)金屬塊A的阻力均忽略不計(jì),金屬塊A的密度為3×103kg/m3,這個(gè)過程中電動(dòng)機(jī)工作的功率隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示,g取10N/kg.求:
(1)金屬塊露出液面前電動(dòng)機(jī)所提供的拉力F1;
(2)金屬塊A從上表面接觸液面到下表面離開一共用時(shí)2秒,離開液面前后,液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化量.

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(1)鋁塊露出液面前電動(dòng)機(jī)所提供的拉力F1
(2)離開液面后如果鋁塊A以0.1m/s的速度勻速上升時(shí),電動(dòng)機(jī)所提供的拉力F2的功率.

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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2011?禪城區(qū)模擬)如圖是某科技小組設(shè)計(jì)的打撈船打撈裝置示意圖.它由水平杠桿DB、豎直起吊系統(tǒng)(提升電動(dòng)機(jī)、定滑輪K動(dòng)滑輪M滑輪組)、水平行走裝置(動(dòng)滑輪X、提升電動(dòng)機(jī)、定滑輪K、電動(dòng)機(jī)Q)組成.打撈時(shí),提升電動(dòng)機(jī)通過滑輪組將物體豎直吊離水面一定高度后,水平行走裝置啟動(dòng),將物體水平移至甲板上放下.

(1)提升電動(dòng)機(jī)通過滑輪組,將物體A從一定深度的水中沿豎直方向勻速地吊離水面一定高度.下面四個(gè)圖中,表示此過程中系在物體A上方鋼繩的拉力F隨時(shí)間t變化的圖象是
D
D
.(水對(duì)物體的阻力忽略不計(jì),物體A是一長方體、t1和t2分別是物體A上表面露出和下表面離開水面的時(shí)刻.)

(2)DB是以O(shè)點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸的水平杠桿,水平甲板上的配重E通過鋼繩豎直拉著杠桿D端.若配重E的質(zhì)量為M、行走裝置(動(dòng)滑輪X、提升電動(dòng)機(jī)、滑輪組KM)的質(zhì)量為m0,OD的長度為L1、行走裝置在OB段可離開O點(diǎn)的最大距離為L2.杠桿的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦不計(jì),理論上此打撈裝置的最大起吊重量是
(M
L1
L2
-m0)g
(M
L1
L2
-m0)g

(3)起吊系統(tǒng)沿豎直方向勻速緩慢地吊起物體A.測(cè)得物體A在水中吊升時(shí),提升發(fā)動(dòng)機(jī)消耗的功率為P1;物體A離開水面吊升時(shí),提升發(fā)動(dòng)機(jī)消耗的功率為P2.物體A的質(zhì)量為m、體積為V,水對(duì)物體A的阻力不計(jì).則起吊系統(tǒng)水中吊升物體A時(shí)的機(jī)械效率η1與離開水面后吊升物體A時(shí)的機(jī)械效率η2之比
η1
η2
=
m-ρV
m
?
P2
P1
m-ρV
m
?
P2
P1

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科目:初中物理 來源:2013屆北京市延慶縣初三第一學(xué)期期末測(cè)試物理卷(解析版) 題型:綜合題

如圖是某科技小組設(shè)計(jì)的一個(gè)提升重物的裝置,CD是一個(gè)以O(shè)點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸的水平杠桿,CO:OD=3:2;喗M固定在杠桿C點(diǎn),通過固定在水平地面的電動(dòng)機(jī)勻速提升重物,每個(gè)滑輪的質(zhì)量均為m0。放置在水平地面上的配重E通過細(xì)繩豎直拉著杠桿D點(diǎn),使杠桿CD始終保持水平平衡,配重E的質(zhì)量mE為100kg。當(dāng)電動(dòng)機(jī)用拉力F1勻速提升重物A時(shí),滑輪組的機(jī)械效率為η1,物體A勻速上升的速度為v1;當(dāng)電動(dòng)機(jī)用拉力F2勻速提升重物B時(shí),滑輪組的機(jī)械效率為η2,物體B勻速上升的速度為v2。在勻速提升重物A、B的過程中,電動(dòng)機(jī)的功率保持不變。已知F2-F1=50N,v1:v2=5:4,η2=90%。細(xì)繩和杠桿的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦均忽略不計(jì),g取10N/kg。求:

(1)拉力F1的大;

(2)滑輪組的機(jī)械效率η1;

(3)當(dāng)電動(dòng)機(jī)用拉力F2勻速提升重物B時(shí),配重E對(duì)地面的壓力N2

 

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