如图所示,用力F拉着重为G的物体竖直匀速 - 考试试题及答案解析 - 读趣百科
单选题

如图所示,用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升,在时间t内物体上升的高度为h(物体未拉出水面),若物体的体积为V,水的密度为ρ,则下列算式正确的是(  )

A
η=$\frac {G}{3F}$
B
η=$\frac {G+ρVg}{3F}$
C
W_有=Gh
D
P_有=$\frac {(G-ρVg)h}{t}$

题目答案

D

答案解析

分析:

用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升时物体未拉出水面,排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力,由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=mh求出绳端移动的距离,根据W=Fs求出拉力做的功,根据W=(G﹣F_浮)h求出有用功,根据P=$\frac {W}{t}$求出有用功的功率,利用η=$\frac {W_有}{W_总}$求出滑轮组的机械效率.

解答:

解:

因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,

所以,物体竖直匀速上升过程中,受到的浮力:F_浮=ρgV_排=ρgV;

由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,

则绳端移动的距离:s=nh=3h,

绳子拉力做的总功:W_总=Fs=F×3h=3Fh;

动滑轮对物体的拉力:F′=G﹣F_浮=G﹣ρgV,

动滑轮对物体的拉力做的功为有用功,则有用功:W_有=F′h=(G﹣ρgV)h,故C错误;

有用功的功率:

P_有=$\frac {W_有}{t}$=$\frac {(G-ρgV)h}{t}$,故D正确;

滑轮组的机械效率:

η=$\frac {W_有}{W_总}$=$\frac {(G-ρgV)h}{3Fh}$=$\frac {G-ρgV}{3F}$,故AB错误.

故选D.

 

举一反三
单选题

体重为590N的某人用如图所示的滑轮组将自己匀速提升3m,动滑轮重为10N,若不考虑吊篮和绳重及摩擦,那么他所用的拉力和绳子自由端下降的距离分别是(  )

A
300N,6m
B
300N,1.5m
C
200N,1.5m
D
200N,6m

题目答案

D

答案解析

分析:

(1)滑轮组的省力特点:滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是总重的几分之一.

(2)使用滑轮组虽然省了力,但费了距离,动力移动的距离大于重物移动的距离.费距离的多少主要看定滑轮的饶绳子的段数.

解答:

解:由图知,人也拉着绳子,所以共由3段绳子承担物重,则F=$\frac {1}{3}$(G_动+G_人)=$\frac {1}{3}$×(10N+590N)=200N;

共由2段绳子与动滑轮接触,所以绳子下降的距离s=2h=2×3m=6m.

故选D.

点评:

在分析有关滑轮组拉力的大小时,关键是看几段绳子承担物重,此题的难点在于要注意人手中的绳子也会承担物重.

单选题

甲吊车比乙吊车的机械效率高,当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时,则(  )

A
甲吊车的电动机做的有用功较多
B
乙吊车的电动机做的额外功较多
C
甲吊车的电动机做的总功较多
D
甲、乙两吊车的电动机做的总功相同

题目答案

B

答案解析

分析:

甲吊车的机械效率比乙吊车的机械效率高,说明甲吊车所做的有用功在总功中占的比值比乙吊车大;把相同质量的物体提高相同的高度,根据公式W有用=Gh=mgh可知:两辆吊车所做的有用功相同;机械效率不同,是因为做的额外功不同,导致总功不同.

解答:

A、分析知甲乙吊车做的有用功相同.此选项错误,不符合题意;

B、两辆吊车做的有用功相同,乙吊车做的额外功较多,所以乙的效率较低.此选项正确,符合题意;

C、已知甲吊车的机械效率高,有用功相同,如果甲吊车的总功较多就与效率高矛盾.此选项错误,不符合题意;

D、两吊车做的有用功相同,如果总功也相同,则机械效率相同.此选项错误,不符合题意.

故选B.

点评:

此题考查机械效率公式和对有用功的理解.效率大小要根据计算公式η=$\frac {W_有用}{W_总}$判断.

单选题

如图所示,工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面6m高的三楼,沙子的质量为50kg,装沙子的桶的质量8kg,动滑轮的质量为2kg,工人匀速拉绳子的力为300N,则工人做的总功和工人做的额外功分别为多少?(忽略摩擦和绳重,g取10N/kg)

A
3400J;400J
B
3500J;500J
C
3600J;600J
D
3700J;700J

题目答案

C

答案解析

分析:

(1)由图知,承担物重的绳子股数n=2,拉力端移动的距离S=2h,利用公式W=FS求拉力做功;[br](2)由于忽略摩擦和绳重,提升动滑轮和桶做的功为额外功,利用W=Gh求工人做的额外功.

解答:


点评:

本题考查了使用滑轮组时有用功和额外功的计算,知道忽略摩擦和绳重,提升动滑轮和桶做的功为额外功是本题的关键.

单选题

李玲同学值日时用水桶提水从一楼上到三楼,她做的有用功是(  )

A
对桶所做的功
B
对水所做的功
C
对水和桶所做的功
D
对水、桶和人所做的功

题目答案

B

答案解析

分析:

要判断什么是有用功,要首先判断做功的目的是什么.此题目的是提水,所以克服水的重力做的功是有用功.

解答:

目的是提水,所以对水做的功是有用功.

故选B.

点评:

要区别有用功必须知道使用机械的目的是什么,为达到目的需要克服的阻力是什么.

单选题

图的剪刀剪纸机械效率为80%,这表示(  )

A
若作用在剪刀的动力是1N,则阻力是0.8N
B
若作用在剪刀的阻力是1N,则动力是0.8N
C
若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.2J 的功用于剪纸
D
若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.8J 的功用于剪纸

题目答案

D

答案解析

分析:

①在使用机械时,为完成某项任务必须做的功叫有用功;对完成任务没有用但又不得不做的功叫额外功;有用功与额外功之和叫总功;有用功与总功的比值是机械效率.[br]②剪刀剪纸机械效率为80%表示:在剪纸过程中,有80%的功用来剪纸,20%克服摩擦是额外功.

解答:


点评:

在解决机械效率问题时,先要明确使用机械要完成的任务(一般是克服重力或摩擦)--确定有用功.

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