（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。 ①比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，提升的钩码________，机械效率越高。 ②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与________有关。 ③比较________两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。 ④第5次实验是利用了图________的装置完成的，判断依据是________。 ⑤利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为________。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。 （2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用________的方法减小摩擦，从而提筒斜面的机械效率。 （3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都________。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是________。 A、焦耳定律 B、牛顿第一定律 C、阿基米德原理 D、欧姆定律 【答案】 (1). 重力越大 (2). 动滑轮的重力 (3). 2和3 (4). 图乙 (5). 第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等 (6). 80% (7). 减小接触面的粗糙程度 (8). 不能省功 (9). B 四、计算题 1.（20xx德州，25）小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为120W。 17 / 21 求： （2）提升装置所做的有用功； （2）拉力F做的功； （3）该滑轮组的机械效率。 解：（1）提升装置所做的有用功： W有用＝Gh＝450 N×2 m＝900J； （2）根据P可得拉力F做的功： W总＝Pt＝120W×10s＝1200J； （3）滑轮组的机械效率： η100%＝75%。 答：（1）提升装置所做的有用功是900J； （2）拉力F做的功是1200J； （3）该滑轮组的机械效率是75%。 2.（20xx威海，28）如图所示，某考古队用滑轮组将重4.8×103N，体积为100dm3的文物打捞出水，定滑轮重100N．滑轮组上共有三根绳子a，b和c，其中a是悬挂定滑轮，b绕在定滑轮和动滑轮上，c悬挂文物，整个打捞过程始终缓慢匀速提升文物，文物完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为95%（ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg，绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计）。请解答下列问题： （1）文物浸没在水中时受到的浮力是多大？ （2）动滑轮的重力是多大？ （3）在整个打捞过程中，a、b、c三根绳中哪根绳承受的拉力最大？该绳至少要承受多大的拉力？ 解：（1）文物浸没在水中时排开水的体积： V排＝V＝100dm3＝0.1m3， 则文物受到的浮力： 18 / 21 F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3＝1×103N； （2）因绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计， 则文物完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率： η＝即：＝＝＝95%， ＝95%， 解得动滑轮重力：G动＝200N； （3）由图知，n＝2，文物完全浸没在水中时，绳子自由端的拉力： F＝（G﹣F浮+G动）＝（4.8×103N﹣1×103N+200N）＝2×103N， 即b绳承受的拉力：Fb＝F＝2×103N； a绳承受的拉力：Fa＝2F+G定＝2×2×103N+100N＝4.1×103N； c绳承受的拉力：Fc＝G﹣F浮＝4.8×103N﹣1×103N＝3.8×103N； 可见，a、b、c三根绳中a绳承受的拉力最大，该绳至少要承受4.1×103N的拉力。 答：（1）文物浸没在水中时受到的浮力是1×103N； （2）动滑轮的重力是200N； （3）在整个打捞过程中，a、b、c三根绳中a绳承受的拉力最大，该绳至少要承受4.1×103N的拉力。 3.（20xx潍坊，25）一辆质量为1.5×103kg的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动8m距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。 在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求： （1）做的有用功； （2）作用在绳子自由端的拉力。 解：（1）汽车在泥泞路段受到的阻力：f=0.1mg=0.1×1.5×103kg×10N/kg=1.5×103N； 3将车匀速拖离，由二力平衡条件可得，滑轮组对车的拉力：F拉=f=1.5×10N； 所做有用功：W有=F拉s车=1.5×103N×8m=1.2×104J， （2）由图可知n=3，则绳子移动的距离：s绳=3s车=3×8m=24m， 由由W总=Fs绳可得，作用在绳子自由端的拉力：答：（1）做的有用功为1.2×104J； （2）作用在绳子自由端的拉力为625N。 19 / 21 ； 。 4.（20xx东营，24）3月12日，我国自主研发建造的“天鲲号”绞吸挖泥船正式投产首航，其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置均为世界之最。（g取10N/kg，ρ水取1.0×103kg/m3）主要参数如下表。 （1）满载时，求“天鲲号”受到水的浮力是多少？ （2）满载时，求“天鲲号”底部受到水的压强是多少？若船底需要安装探测仪器，其面积为40cm2，求探测仪器受到水的压力是多少？ （3）“天鲲号”去某水域执行任务，其工作量相当于将1.36×104t的淤泥输送至15m高的台田上。假设“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵的机械效率为30%，求完成此任务需要的时间是多少？ 解：（1）“天鲲号”受到的浮力为： F浮＝G排＝m排g＝1.7×104×103kg×10N/kg＝1.7×108N； （2）“天鲲号”底部受到水的压强为： p＝ρ水gh水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6.5m＝6.5×104Pa， 由p＝得，探测仪器受到水的压力为： F＝pS＝6.5×104Pa×40×10﹣4m2＝260N； （3）淤泥的质量为：m＝1.36×104t＝1.36×104×103kg＝1.36×107kg， 淤泥所受的重力为：G＝mg＝1.36×107kg×10N/kg＝1.36×108N， “天鲲号”绞吸挖泥船泥泵做的有用功为： W有用＝Gh＝1.36×108N×15m＝2.04×109J， “天鲲号”绞吸挖泥船泥泵做的总功为： W＝＝＝6.8×109J， “天鲲号”绞吸挖泥船泥泵需用时间为： t＝＝＝400s； 答：（1）“天鲲号”受到水的浮力是1.7×108N； （2）“天鲲号”底部受到水的压强是6.5×104Pa，面积为40cm2探测仪器受到水的压力是260N； （3）完成此任务需要的时间是400s。 20 / 21
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