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1、某型号挖掘机的实物和作业范围以及部分相关数据如图表所示.挖掘机以最大输出功率工作时,可在t=4s内将一满铲斗的密度为 的泥土从最大挖掘深度处匀速移送到位于最大卸料高度的运渣车上.取g=10N/kg,求:
指 标
数值
整机质量m
5000kg
标准斗容V
0.5m3
最大输出功率 P
40kW
最大挖掘深度 d
3m
最大卸料高度 h
5m
两履带与地面接触的总面积S
4m2
(1)、挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强p.(2)、移送一满铲斗泥土的过程中,挖掘机对泥土所做的功W.(3)、移送一满铲斗泥土的过程中挖掘机的机械效率η. -
2、如图甲所示底面积为0.2m2 , 高0.2m的质量均匀的长方体A,放置在水平面上,对地面的压强为 一)质量为80kg的工人站在水平地面上,用如图乙所示的滑轮组把 A 运到高处,工人用大小为 F1的竖直拉力拉绳使 A 以 10cm/s的速度匀速上升,这时地面对工人的支持力为 N1 , 工人匀速拉绳的功率为 P,滑轮组的机械效率为η1.若工人以相同的功率用大小为F2的竖直拉力拉绳使另一物体 B 以12.5cm/s的速度匀速上升,这时地面对工人的支持力为 N2 , 滑轮组的机械效率为η2.已知. (g取·10N/ kg).求:(1)、物体 A 的密度.(2)、工人拉绳的功率 P.(3)、用滑轮组提升 B 时滑轮组的机械效率η2.
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3、我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水.为复原我国海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料,采用沉井包裹沉船的整体打捞方式,在世界水下考古也是一大创新.某同学为了体验“南海一号”的打捞过程,特利用滑轮组从水下打捞一重物.如图所示,用一个底面积S=0.05m2、高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”,该同学站在岸边拉动绳子自由端,使重物从水底开始向上运动,假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动,并经历三个运动阶段:第一阶段,从重物在水中开始运动到重物的上表面刚露出水面,绳对重物的拉力 用时 ;第二阶段,从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面,用时 ;第三阶段,从重物下表面离开水面后在空中上升,已知动滑轮所受重力 g=10N/ kg,不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力,不考虑重物出水前后质量的变化.求:(1)、在第一阶段运动中,水对重物的浮力 F浮为多大?(2)、在第一阶段运动中,绳对重物做功W1为多大?(3)、滑轮组在第一阶段运动中的机械效率η1和第三阶段运动中的机械效率η3分别为多大?
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4、如图是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图,工人用一滑轮组从水中打捞物体.已知:物体的质量为90kg且以恒定速度匀速上升,当物体完全露出水面,工人对滑轮组绳子自由端的拉力 F1为400N,此时滑轮组的机械效率η1为75%(绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计,g=10N/kg).(1)、请你根据题目中的条件,判断出工人所使用的滑轮组是哪个图.(2)、工人的质量为60kg,双脚与地面接触面积为 物体浸没在水中和完全被打捞出水面时工人对地面的压强变化了4×104Pa,求物体浸没在水中时受到的浮力.(3)、若物体完全浸没在水中时,工人拉力的功率为180W,求物体上升的速度.
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5、如图甲所示的滑轮组装置,不计绳重和摩擦,绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向.用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G=80N的重物到高处.用竖直向下的拉力拉绳的自由端,拉力 F 随时间t 变化的图象如图乙所示,重物上升的速度v随时间变化的图象如图丙所示.已知在2s~4s内重物上升的竖直高度为2m,求:(1)、在4s~6s内,重物克服重力做功的功率.(2)、在2s~4s内,绳自由端下降的平均速度.(3)、在0s~2s内,重物对地面的压力大小.
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6、如图所示为我国拥有完全自主知识产权的一种越野车,其越野性能公认已经超越了“悍马”,坦克能去的地方它都能去,最大速度达100km/h.当越野车匀速爬上一高14m,长20m的陡坡时,机械效率为 70%(g 取 10N/kg,汽车的质量按3650kg计算).求:(1)、越野车受到的重力.(2)、越野车以最大速度行驶50km所需的时间.(3)、越野车爬坡时的牵引力.
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7、建筑工人要向楼上运送货物,为了省力,他在一个斜面上安装了一个滑轮组,做成如图所示的装置,斜面的倾角为30°且固定在水平面上.运送货物时,工人用400N的力拉绳子,重为500N的货物在20s内沿斜面匀速运动6m,求此过程中:(1)、重物的速度大小.(2)、工人提升重物做的有用功.(3)、该装置的机械效率.
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8、如图a所示,工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢.货物移动的距离s 与时间t的关系如图b所示.在此期间,工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594N,此斜面的长为5m,高为1m,这箱货物重为1500N.(1)、0s~5s内,这箱货物处于状态,工人所做的功为J.(2)、5s~30s内,这箱货物运动的速度是多少?(3)、拉力做功的功率是多大?(4)、该斜面的机械效率是多少?
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9、如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图.已知井深12m,物体重G=6×103N.,汽车重( 汽车匀速拉绳子时的拉力.F=2.2×103N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍.求:(1)、将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功?(2)、滑轮组的机械效率为多少?(保留一位小数)(3)、若汽车运动的速度为3m/s,则将物体由井底拉至井口需要多长时间?(4)、汽车牵引力为多少?牵引力的功率为多少?
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10、如图所示,用滑轮组匀速提起1200N的重物,拉力做功的功率为1500W,绳子的自由端向下拉的速度为3m/s,地面对人的支持力为 N1 , 不计绳重和摩擦.(1)、滑轮组中有几股绳子承担重物?作用在绳自由端的拉力是多少?(2)、滑轮组的机械效率是多少?(3)、若用此滑轮组匀速提起2400N 的重物时,地面对人的支持力为 N2 , 作用在绳自由端的拉力是多少?若 时,人的重力是多少?
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11、小华用如图所示的滑轮组拉动货箱,已知货箱的质量为60kg,在F=50N的拉力作用下,货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动,地面对货箱的滑动摩擦力 f为货箱重的0.2倍.求:(1)、货箱的重力是多少?(2)、拉力 F 的功率是多少?(3)、货箱运动了1min,克服摩擦所做的功是多少?(4)、此滑轮组的机械效率是多少?
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12、用如图所示的滑轮组提升物体A.在匀速竖直提升A 的过程中,卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力 F 为400N,物体A 上升的速度vA为0.1m/s,滑轮组的机械效率为90%,不计绳重和滑轮与轴的摩擦.求:(1)、拉力 F 做功的功率 P.(2)、物体A 所受的重力GA.(3)、动滑轮所受的重力G动.
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13、实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳,另外还有钩码一盒,质量不等的滑轮2个,滑轮的轮与轴之间的摩擦很小,可忽略不计.请选用上述实验器材证明:动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关.(1)、写出实验步骤.(2)、画出实验数据记录表格.
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14、在测定斜面的机械效率的实验中,小明采用了如图所示的装置,正确记录的测量结果如下表:
小车的
重力G/N
斜面高度
h/m
沿斜面
拉力 F/N
斜面长
s/m
5
0.4
4
1.0
由上表的数据计算可知:
(1)、做的有用功为J.(2)、机械效率为. -
15、某实验小组在“测定滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示,第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示.
次数
钩码重G/N
钩码上升高度 h/m
有用功
W有/J
测力计
拉力F/N
测力计移动距离s/m
总功
W总/J
机械
效率η
1
2
0.1
0.2
0.9
0.3
0.27
74.1%
2
4
0.1
0.4
1.6
0.3
0.48
83.3%
3
4
0.1
0.4
1.1
0.5
0.55
(1)、比较第1次实验和第2次实验,可得结论:使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率.(2)、填写实验3中的机械效率,比较第2次实验和第3次实验,可得结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率.(3)、如果绳重不计,摩擦不计,丙图中钩码重为4N时,测力计的拉力为1N,那么当钩码重为9N时,该滑轮组的机械效率是. -
16、 质量为8t的某载重汽车,额定功率为240kW,车上装有12t的砂石.汽车先以36km/h的速度,200kW的功率,在平直的路面上匀速行驶了5min,然后又以额定功率用了2min的时间,把砂石从山坡脚下送到了60m高的坡顶施工场地.求:(1)、汽车在平直路面上匀速行驶的过程中,发动机所做的功和汽车受到的阻力.(2)、汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率.(3)、人们利用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A 打捞上来,物体 A 的密度为9.0×103kg/m3 , 体积为100 dm3。在5000N 的拉力 F 作用下,物体 A 在 2s内匀速竖直上升 2m(物体未露出水面),不计水的阻力,g=10N/kg.
求:
物体 A 受到的浮力.(4)、拉力 F 做功的功率.(5)、滑轮组的机械效率. -
17、实验台上有组装好的测滑轮组机械效率的实验装置,如图所示,其中弹簧测力计的量程为0~5N,动滑轮的质量为100g.另外还有质量均为200g的钩码6个(图中未画出).要求利用上述组装的实验装置和钩码设计一个实验证明:用滑轮组提升重物时,如果滑轮组的装置和组装都不变,则所提重物的质量越大,滑轮组的机械效率越高.请按要求完成下列各小题:(1)、写出主要实验步骤.(2)、设计出实验数据记录表.
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18、 小明用三块材质相同、长度不同的木板,组装成三个高度相同的斜面来探究“斜面的特点”.实验中,他用弹簧测力计拉着同一块木块沿斜面向上运动,如图所示.下表是他记录的有关实验数据.
实验
次数
倾斜
程度
木块重G/N
斜面高h/m
有用功
W有用/J
沿斜面
拉力 F/N
斜面长s/m
总功W总/J
机械效率η
1
较缓
1.5
0.3
0.45
0.8
1.0
0.8
56%
2
较陡
1.5
0.3
0.45
0.9
0.8
0.72
63%
3
最陡
1.5
0.3
0.45
1.0
0.6
(1)、实验过程中,应拉动木块做(选填“匀速”或“变速”)直线运动.(2)、由上表可知,当其他条件一定时,斜面越长,越(选填“省力”或“费力”).(3)、在第3次实验中,拉力所做的总功是J,斜面的机械效率是%.(4)、实验中,有用功与总功不相等的原因是.(5)、请举一个生产、生活中利用斜面的实例:. -
19、 在“测滑轮组机械效率”的实验中,小强按正确方法操作,如图是他实验中的情景,下表是他记录的一组数据.
钩码总重G(N)
钩码上升高度h(m)
测力计拉力 F(N)
测力计移动距离s(m)
2
0.05
0.4
0.15
(1)、由表中数据可计算出,滑轮组对钩码做的有用功为0.1J,人做的总功为J.(2)、对以上两个计算结果进行比较,其不合理之处是;结合弹簧测力计放大图,可知小强的错误是.(3)、在该次实验中,所测滑轮组的机械效率应该为. -
20、如图所示,轻质硬杆K 左侧与墙体相连(可自由转动,不能水平移动),右侧与A 固定;长方体滑块 B 置于光滑水平地面上,A与B 的接触面粗糙程度不变,A、B间的滑动摩擦力大小为f;人的重力为GA,与地面的接触面积为 SA;动滑轮P 的重力为G.
0s~2s
4s~6s
8s~10s
A
相对地面静止
相对地面静止
相对地面静止
B
向左匀速直线运动
向右匀速直线运动
向右匀速直线运动
C
浸没在水中,
以2cm/s速度匀速下降
浸没在水中,
以 4cm/s速度匀速上升
在空中,
以6cm/s速度匀速上升
以2cm/s速度匀速下降、以4cm/s速度匀速上升、以6cm/s速度匀速上升,在拉动过程中选取了三段时间,用表格记录了A、B、C的运动状态,图甲记录了绳对C竖直向上的拉力 Fc,图乙记录了人对绳竖直向下的拉力FD.
在拉动过程中,B足够长,A始终没有掉下;C受水的阻力、C露出水面后表面附着的水的质量忽略不计;运动中空气阻力不计;细绳的质量、滑轮与轴的摩擦忽略不计;绳或竖直或水平,不可伸缩且长度足够.求:
(1)、在4s~6s内,杆 K 对A 作用力的方向,并简述理由.(2)、在0s~2s内,人对地面的压强p人为多少? (用字母F、f、S人、G、G人表示)在4s~6s内人对地面的压强比0s~2s减小了多少?(用字母f、S人表示)(3)、若C 的重力 且 则 C 在0s~2s内所受的浮力为多少?人在8s~10s内做功的功率为多少?