内容正文:
物理
5套安徽真题卷 + 14套安徽模拟卷 + 5套全国精编卷
3套中考趋势卷 + 3套名师预测卷 + 8套重难小卷
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第3节 滑轮、斜面及机械效率
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第八讲 功和机械能 简单机械
第3节 滑轮、斜面及机械效率
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第3节 滑轮、斜面及机械效率
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1.(2024·宿州埇桥区模拟)如图是某建筑工地上塔式起重机上的滑轮组,利用它在50 s内可将600 kg的重物匀速提起5 m,已知拉力的功率为750 W,则该滑轮组的机械效率为 。(g取10 N/kg)
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第3节 滑轮、斜面及机械效率
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2.(2024·合肥包河区模拟)如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为36 N的物体缓慢升高10 cm,拉力F的大小为16 N,拉力移动的距离为25 cm,则杠杆的机械效率为 。
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3.(2023·湖北宜昌)如图为某景区的盘山公路,汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速挡,这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大 。一辆总重为1×105 N的汽车经过某一长为200 m的路段时,竖直高度上升了20 m,如果汽车的牵引力恒为2.5×104 N,此过程中盘山公路斜面的机械效率为 。
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牵引力
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第3节 滑轮、斜面及机械效率
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4.(2024·合肥包河区二模)如图所示,斜面长L=5 m,高h=2 m。用平行于斜面向上的拉力F将重为75 N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端,此过程中物体所受摩擦阻力恒为18 N。则上述过程中该斜面的机械效率为
。
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5.(2024·江苏常州)如图所示,工人利用动滑轮匀速提升重物,已知物重400 N,施加在绳端竖直向上的拉力F为250 N,在100 s内将物体提升10 m。不计绳重与摩擦,此过程中动滑轮的机械效率为 ,绳端拉力做功的功率为 W。
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第3节 滑轮、斜面及机械效率
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6.(2024·合肥38中三模)如图所示,工人利用轻质滑轮组水平匀速搬运货物A,已知该滑轮组的机械效率为75%,货物A与地面的摩擦力为30 N,则工人施加在绳子自由端的拉力F为 N。
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7.(2024·合肥庐江三模)如图所示,用滑轮组提升重物时,将重600 N的物体在10 s内匀速提升了2 m,已知动滑轮重为100 N(不计绳重和摩擦),则提升重物的过程中,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端拉力移动的速度为0.6 m/s
B.绳子自由端拉力F的大小为300 N
C.绳子自由端拉力F的功率为150 W
D.滑轮组的机械效率为85.7%
D
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8.用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼(楼高3 m),每件货物重100 N,每次运送的量不定,图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像,则动滑轮重为 N;当某次运送4件货物时,滑轮组的机械效率为 。(不考虑绳重和摩擦)[T7的变式训练]
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第3节 滑轮、斜面及机械效率
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9.(2024·陕西改编)工人利用如图所示装置提升钢条,已知滑轮重100 N,不计绳重及摩擦。若绳子能承受的最大拉力为520 N,每根钢条重100 N,该装置匀速提升钢条时,所能达到的最大机械效率为 。[T5的变式训练]
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10.(2024·四川泸州)如图所示的滑轮组,忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦,将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力F=100 N,滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力F绳为60 N时,物体处于静止状态,物体与桌面之间的摩擦力恰好为0,则动滑轮的重力为 N;当绳子自由端的拉力F绳为90 N时,物体水平向右匀速运动,物体与桌面之间的滑动摩擦力为 N;撤去水平向左的恒力F,改变绳子自由端拉力F绳的大小,仍使物体水平向右匀速运动时,滑轮组的机械效率为 。
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【解析】当F绳=60 N时,物体处于静止状态,物体与桌面之间的摩擦力恰好为0,由题图可知,n=2,忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦,F绳=(F+G动),则G动=nF绳-F=2×60 N-100 N=20 N;当F绳为90 N时,物体水平向右匀速运动,滑轮组受到的拉力F拉=F+f,忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦,F'绳=(F拉+G动)=(F+f+G动),物体与桌面之间的滑动摩擦力f=nF'绳-F-G动=2×90 N-100 N-20 N=60 N;撤去水平向左的恒力F,仍使物体水平向右匀速运动时,使用滑轮组做的有用功等于克服物体受到摩擦力做的功,忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦,克服动滑轮重力做的功为额外功,滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=75%。
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第3节 滑轮、斜面及机械效率
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解:(1)由题图可知,绳子的有效股数n=4,因为不计绳重和摩擦,所以绳子自由端的拉力F=(G衣+G')=×(30 N+10 N)=10 N
绳子自由端移动的距离s=nh=4×1 m=4 m
拉力做的总功W总=Fs=10 N×4 m=40 J
拉力做功的功率P==10 W
11. (2024·芜湖三模)如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图,它可以很方便晾起洗好的衣服,其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能。已知晾衣架上所挂衣服重30 N,动滑轮、横梁和衣架总重10 N。小明同学用力F拉动绳子自由端,在4 s时间内使衣服匀速升高1 m(不计绳重和摩擦)。求:
(1)拉力F做功的功率;
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(2)升降衣架的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=75%
(2)在此过程中升降衣架的机械效率η。
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第3节 滑轮、斜面及机械效率
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