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填空题

图甲、乙是一位工人师傅用于粉刷楼房外墙壁的升降装置示意图,上端固定在楼顶.若动滑轮质量为2.5kg,工作台质量为7.5kg,涂料和所有工具质量为20kg,工人师傅的质量为60kg,绳重及摩擦不计(g取10N/kg).若工作台从距地面10m高处匀速上升到距地面30m高处,甲图中工人师傅对绳子的拉力为N;乙图中工人师傅对绳子的拉力为N;甲图中工人师傅对绳子做功J;乙图中工人师傅对绳子做功J.

填空题答案仅供参考

题目答案

150300600018000

答案解析

分析:

根据图甲可知,n=2;根据图乙可知,n'=3;

先根据G=mg求出动滑轮、工作台以及涂料和所有工具的总重力,然后根据F=$\frac {1}{2}$G_总求出甲图中工人师傅对绳子的拉力,然后根据s=2h求出自由端移动的距离,再利用W=Fs求出甲图中工人师傅做的功;

根据G=mg求出乙图中工人师傅的重力,然后根据F'=$\frac {1}{3}$(G_总+G_人)求出乙图中工人师傅对绳子的拉力,然后根据s'=3h求出自由端移动的距离,再利用W=Fs求出乙图中工人师傅做的功.

解答:

解:动滑轮、工作台以及涂料和所有工具的总重力:G_总=m_总g=(2.5kg+7.5kg+20kg)×10N/kg=30kg×10N/kg=300N;

工人师傅的重力:G_人=m_人g=60kg×10N/kg=600N;

则甲图中工人师傅对绳子的拉力:F=$\frac {1}{2}$G_总=$\frac {1}{2}$×300N=150N;

乙图中工人师傅对绳子的拉力:F'=$\frac {1}{3}$(G_总+G_人)=$\frac {1}{3}$×(300N+600N)=300N;

甲图中自由端移动的距离:s=2h=2×(30m-10m)=40m;

乙图中自由端移动的距离:s'=3h=3×(30m-10m)=60m;

甲图中工人师傅做的功:W=Fs=150N×40m=6000J;

乙图中工人师傅做的功:W'=F's=300N×60m=18000J.

答:甲、乙两图中工人师傅对绳子的拉力分别为150N和300N;最少各需要做的功为6000J和18000J.

故答案为:(1)150 (2)300 (3)6000 (4)18000

点评:

本题考查拉力、自由端移动的距离以及功的计算,关键是承担物重的绳子股数的确定,注意人站在地面上和站在吊篮上从定滑轮上引出的绳子不同,这是本题的易错点.

举一反三
填空题

爸爸想移动一个重箱子,小鹏帮助爸爸采用了如图所示的装置,如果箱子重为1200N,所用水平拉力F为1000N,箱子以0.1m/s的速度做匀速直线运动,若滑轮组的机械效率为90%,则在5s内拉力F所做的功是J,箱子与水平地面之间的摩擦力为N.

填空题答案仅供参考

题目答案

15002700

答案解析

分析:

知道箱子的运动速度和运动时间,利用速度公式求箱子运动的距离s;由滑轮组的结构可以得出拉力F移动的距离s′=3s;又知道拉力大小,利用W_总=Fs′求拉力F所做的功(总功);知道滑轮组的机械效率,利用机械效率的公式求有用功(克服箱子与地面之间的摩擦做的功),再根据W_有=fs求箱子与水平地面之间的摩擦力.

解答:

解:箱子运动的距离:

s=vt=0.1m/s×5s=0.5m;

由图知,拉力F移动的距离:

s′=3s=3×0.5m=1.5m,

拉力F所做的总功:

W_总=Fs′=1000N×1.5m=1500J,

∵η=$\frac {W_有}{W_总}$,

∴克服箱子与地面之间的摩擦做的有用功:

W_有=fs=η×W_总=90%×1500J=1350J,

∴箱子与水平地面之间的摩擦力:

f=$\frac {W_有}{s}$=2700N.

故答案为:1500,2700.

点评:

本题考查了学生对有用功、额外功、总功、机械效率的了解与掌握,能确定克服箱子与地面之间的摩擦做的功为有用功是本题的关键.

填空题

如图所示,物体A以2cm/s的速度,在水平地面上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为3N,水平拉力F=N,物体A受到的摩擦力f=N,2s内拉力F做功W=J(保留两位小数).(滑轮、弹簧测力计的重力以及滑轮与绳的摩擦不计)

填空题答案仅供参考

题目答案

360.24

答案解析

分析:

(1)根据拉力F与弹簧测力计的示数相等可求出拉力大小;

(2)知道拉力F大小,根据动滑轮省一半力,可求出物体A受到的摩擦力;

(3)因为动滑轮省一半力,但要多移动一半的距离,所以绳子自由端运动的速度是物体A运动速度的2倍.由绳子自由端运动的速度和时间、拉力大小根据W=Fs可求出拉力所做的功.

解答:

解:(1)水平拉力F与弹簧测力计的示数相等,则拉力F=3N.

(2)动滑轮省一半力,拉力F是摩擦力的一半,

摩擦力f=2F=2×3N=6N.

(3)∵v=$\frac {s}{t}$,

∴物体A的路程:

s_A=vt=2cm/s×2s=4cm,

绳子自由端移动的距离:

s=2s_A=2×4cm=8cm=0.08m,

拉力做的功W=Fs=3N×0.08m=0.24J;

拉力所做的功为:W=Fs=3N×0.08m=0.24J,

故答案为:3;6;0.24.

点评:

本题涉及到了功率的计算和滑轮组的有关内容,属于基本内容.解题时要注意滑轮组中绳子上的力与滑轮上力的关系,绳子自由端移动的距离与物体移动距离的关系.

填空题

如图所示,不计滑轮轴摩擦,用F=5N的水平拉力拉着物体A以0.2m/s的速度在水平板面上匀速前进,物体A受到滑动摩擦力的大小为2N.计时开始时,物体AB相距1.6m.经过2s的时间,滑轮对物体B做功J.(保留一位小数)

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题目答案

1.2

答案解析

分析:

先确定滑轮对物体B的拉力大小,如何根据动滑轮的使用确定物体B移动的距离,即可根据W=Fs求滑轮对物体B做功.

解答:

解:物体A以0.2m/s的速度在水平板面上匀速前进,则经过2s的时间,物体A移动的距离:S_A=0.2m/s×2s=0.4m;

则物体B移动的距离为S_B=2S_A=2×0.4m=0.8m;

物体A在水平方向上,受向左的拉力F、向右的摩擦力和两股绳子拉力,因为在水平板面上匀速前进,

所以F=2F′+f,

则:F′=$\frac {1}{2}$(F-f)=$\frac {1}{2}$(5N-2N)=1.5N,

所以滑轮对物体B做功:W=F′S=1.5N×0.8m=1.2J.

故答案为:1.2.

点评:

本题考查了使用滑轮组拉力的计算、功的计算,确定n的大小(直接从动滑轮上引出的绳子股数)是本题的关键.

填空题

如图所示,一个水平向左的拉力F=6N使物体在水平面上向左匀速前进2m,则拉力做功J,地面对物体的摩擦力为N.(不计绳重及滑轮摩擦)

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题目答案

3618

答案解析

分析:

首先确定滑轮组由三段绳子与动滑轮相连,n=3,根据自由端移动的距离等于物体移动距离的三倍求出自由端移动的距离,然后根据W=FS求出拉力做的功;

由于不计绳和滑轮的重力以及滑轮轴承和滑轮与绳子之间的摩擦力,则F=$\frac {1}{3}$f,据此物物体受到的摩擦力.

解答:

解:自由端F移动的距离:S=3×2m=6m;则拉力做功:W=FS=6N×6m=36J;

地面对物体的摩擦力:f=3F=3×6N=18N.

故答案为:36;18.

点评:

本题考查了使用滑轮组拉力的计算、功率的计算,因为是水平使用滑轮组,克服摩擦做的功是有用功,确定n的大小(直接从动滑轮上引出的绳子股数)是本题的关键.

填空题

用如图所示的装置来匀速拉动重为1500N的物体A,使之通过10m路程,拉力为100N,滑轮组自重及摩擦不计,则拉力F做功为J,重物与水平地面间的摩擦力f为N.

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题目答案

3000300

答案解析

分析:

已知动滑轮上的力F$_1$=100N,作用在物体上的拉力F=3F$_1$,又知道拉力方向上移动的距离,利用公式W=FS即可求出拉力所做的功;根据二力平衡的知识可以求出摩擦力的大小.

解答:

解:由W=FS得,W=3×100N×10m=3000J;

因为物体匀速运动,所以水平向右的力等于水平向左的力,即:f=3F$_1$=3×100N=300N.

故答案为:3000J,300N.

点评:

会判断物体是否受力平衡,会运用功的公式计算做功的多少.

填空题

工人用如图所示的滑轮组提升重物,在10s内将质量为100kg的物体匀速提升2m,已知工人向下的拉力为480N,则工人做功的功率是W.

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题目答案

288

答案解析

分析:

由题意可知连接动滑轮的绳子股数为3股,绳子自由端移动距离是物体上升距离的3倍,结合功的计算公式W=Fs求解有用功和总功.

解答:

解:工人做功的功率P=$\frac {W}{t}$=$\frac {2880}{10}$W=288W.

点评:

解决此类综合性的计算题目,要联立相关的计算公式进行求解计算.

填空题

如图所示用滑轮组将重600N的物体在10秒内匀速提升了5m,如拉力为400N,则拉力的功率为W.

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题目答案

400

答案解析

分析:

由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=2,则拉力F移动的距离s=2h.

题目告诉了拉力大小,利用W=Fs求总功,知道做功时间利用P=$\frac {W}{t}$求拉力做功功率.

解答:

解:由图知,s=2h=2×5m=10m,

拉力做功:

W_总=Fs=400N×10m=4000J;

拉力做功功率:

P=$\frac {W_总}{t}$=$\frac {4000J}{10s}$=400W.

点评:

本题最好的做法就是将每一个量计算出来进行判断.

填空题

工人用如图所示的滑轮组提升重物,使质量为100kg的物体以0.2m/s的速度匀速提升,已知工人向下的拉力为480N,则工人做功的功率是W.

填空题答案仅供参考

题目答案

288

答案解析

分析:

由题意可知连接动滑轮的绳子股数为3股,绳子自由端移动距离是物体上升距离的3倍,结合功的计算公式P=Fv求解有用功和总功.

解答:

解:绳子自由端移动距离是物体上升距离的3倍,已知物体匀速提升的速度为0.2m/s,所以绳子自由端被拉下的速度为0.6m/s,工人做功的功率P=Fv=480N×0.6m/s=288W.

点评:

解决此类综合性的计算题目,要联立相关的计算公式进行求解计算.

填空题

如图所示用滑轮组将重600N的物体以0.5m/s的速度匀速提升,每个滑轮重200N,则拉力的功率为W.

填空题答案仅供参考

题目答案

400

答案解析

分析:

由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=2,则拉力F移动的距离s=2h.题目告诉了拉力大小,利用P=Fv求功率.

解答:

解:由图知,绳子自由端下降的速度为v=2v_0=2×0.5m/s=1m/s;拉力功率:P_总=Fv=400N×1m/s=400W.

点评:

本题最好的做法就是将每一个量计算出来进行判断..

填空题

过去农村耕地主要依靠牛拉犁,现在大部分地区已经使用拖拉机代替牛.若牛的功率为400W,拖拉机的功率为25kW,则拖拉机工作4h所做的功由这头牛来完成,需要工作h.

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题目答案

250

答案解析

分析:

由功的计算公式可求得4h内拖拉机所做的功,则可由功率公式求得牛做功需要的时间.

解答:

解:4h内拖拉机所做的功W=Pt=25kw×4h=100kw•h;

则由牛做这些功需要的时间t′=$\frac {W}{P′}$=$\frac {100kw•h}{0.4kw}$=250h.

故答案为:250.

点评:

本题考查功的计算,因本题所求时间用小时表示,故可以借助电功的表示方法将功的单位记作KW•h.