18.如圖所示,用20N的拉力F通過滑輪組將40N的重物在2s內勻速提升1m,在此過程中,拉力的功率是多少瓦?滑輪組的機械效率是多少?

分析 由圖可知繩子的有效股數(shù),根據(jù)s=nh求出繩子自由端移動的距離,根據(jù)W=Fs拉力做的功,根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率;根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$求出機械效率.

解答 解:
由圖可知,繩子的有效股數(shù)n=3,
繩子自由端移動的距離s=3h=3×1m=3m,
拉力做的功W=Fs=20N×3m=60J,
拉力的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{60J}{2s}$=30W;
有用功為:W有用=Gh=40N×1m=40J;
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{40J}{60J}$×100%≈67%.
答:拉力的功率是30W;滑輪組的機械效率是67%.

點評 本題考查了功、功率、效率的計算關鍵是公式的靈活運用和從圖中得出繩子的有效股數(shù).

練習冊系列答案
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8.在“用伏安法測電阻”實驗中,有如下器材:電壓表、電流表、開關、電壓為6V的電源,標有“20V 1.5A”的滑動變阻器,導線若干.
(1)小明實驗小組做“測量小燈泡的阻值”的實驗. 實驗電路如圖甲所示.
①連接實物電路.
②閉合開關前,滑動變阻器的滑片P應移到A(選填“A”或“B”)端.
③小組同學連完導線后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片P時,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是電壓表與滑動變阻器并聯(lián).
④糾正錯誤后,移動滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為3V時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則該定值電阻阻值為10Ω.他們認為這個結果就是定值電阻的準確阻值,物理老師告訴他們這是不合理的,于是他們又測了兩組數(shù)據(jù),并填入表一中.
(2)小瑞實驗小組做“測量小燈泡的阻值”的實驗.
①小組同學連接好最后一根導線,燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅.檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確,請你找出實驗中兩個操作不當之處:
A.連接電路時,開關未斷開; B.連接電路時,滑片未滑到最大阻值處.
②表二是按正確的操作測得的數(shù)據(jù),從表中計算出3次小燈泡的阻值不相等,其原因是燈絲的電阻隨溫度升高而增大.
表一
物理量
實驗序號
電壓U,(V)電流I,(A)電阻R
(Ω)
電阻R,平均值
(Ω)
1
2
3
表二
試驗次數(shù)123
電壓U/V2.03.03.8
電流I/A0.330.34 I3
電阻R/Ω6.08.8 R3
【評估與交流】在交流討論時,小明實驗小組的同學認為小瑞實驗小組的表格設計不合理,應該也要加上求電阻平均值一欄,他們的說法是錯誤(選填“正確”或“錯誤”)的,理由是燈泡電阻受溫度影響是變化的,求平均值無意義.

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(2)實驗時,小芳同學應在M(填“M”或“N”)側觀察蠟燭M經(jīng)玻璃板所成的像
(3)細心的小芳透過玻璃觀察蠟燭M的像時,看到的像的后面還有一個較模糊、與像有部分重疊的像,出現(xiàn)了兩個像的原因是玻璃板比較厚,蠟燭經(jīng)過兩個反射面都會形成像.

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