9.一名工人體重650N,每只腳與地面的接觸面積為250cm2.他用如圖所示的滑輪組將重為900N的物體以0.1m/s的速度勻速提高了0.5m,此時(shí)該滑輪組的機(jī)械效率為80%,求:(不計(jì)繩重及摩擦,g=10N/kg)
(1)工人提升物體時(shí)的功率;
(2)勻速提升物體的過(guò)程中,工人對(duì)底面的壓強(qiáng);
(3)動(dòng)滑輪的質(zhì)量;
(4)利用該滑輪組,這個(gè)工人最多能提起多重的物體?此時(shí)提升物體的效率大于(選填“大于”、“小于”或“等于”)80%.

分析 (1)根據(jù)W有用=Gh求出有用功,根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$求出拉力做的總功,根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出時(shí)間,根據(jù)P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$求出拉力的功率;
(2)根據(jù)s=3h求出拉力移動(dòng)距離,根據(jù)W=Fs求出拉力大小,工人受的重力和拉力、支持力的和是平衡力,據(jù)此求出人對(duì)地面的壓力,根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出壓強(qiáng);
(3)不計(jì)繩重及摩擦,根據(jù)F=$\frac{1}{3}$(G+G動(dòng))求出動(dòng)滑輪重,根據(jù)G=mg求出動(dòng)滑輪質(zhì)量;
(4)人的最大拉力等于其體重,據(jù)此求出工人提起物體的最大重力;滑輪組的機(jī)械效率和物重有關(guān),物體越重,機(jī)械效率越大.

解答 解:(1)有用功:W有用=Gh=900N×0.5m=450J,
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$得:
拉力做的總功:
W=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{450J}{80%}$=562.5J,
由v=$\frac{s}{t}$得:
時(shí)間:t=$\frac{h}{v}$=$\frac{0.5m}{0.1m/s}$=5s,
拉力的功率:
P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{562.5J}{5s}$=112.5W;
(2)拉力移動(dòng)距離:s=3h=3×0.5m=1.5m,
由W=Fs得:
人對(duì)繩子的拉力:
F=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{s}$=$\frac{562.5J}{1.5m}$=375N,
人對(duì)地面的壓力:
F=G-F=650N-375N=275N,
工人對(duì)地面的壓強(qiáng):
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{275N}{2×250×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=5500Pa;
(3)由F=$\frac{1}{3}$(G+G動(dòng))得:
動(dòng)滑輪重:
G動(dòng)=3F-G=3×375N-900N=225N,
動(dòng)滑輪質(zhì)量:m=$\frac{G}{g}$=$\frac{225N}{10N/kg}$=22.5kg;
(4)人的最大拉力:F=G=650N,
由F=$\frac{1}{3}$(G+G動(dòng))得:
最大物重:G′=3F-G動(dòng)=3×650N-225N=1725N,
因?yàn)樽畲笪镏卮笥?00N,所以此時(shí)的機(jī)械效率大于80%.
答:(1)工人提升物體時(shí)的功率112.5W;
(2)工人對(duì)底面的壓強(qiáng)5500Pa;
(3)動(dòng)滑輪的質(zhì)量22.5kg;
(4)這個(gè)工人最多能提起1725N的物體;大于.

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)有用功、總功、機(jī)械效率、功率、滑輪組省力特點(diǎn)、重力、壓強(qiáng)計(jì)算公式的理解和掌握,綜合性很強(qiáng),難度較大.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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20.作圖.

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(2)用乙圖所示的滑輪組提升重物,若拉力F將繩子的自由端移動(dòng)1.5m時(shí),重物升高0.5m,請(qǐng)你在圖中畫(huà)出繩子繞法.
(3)請(qǐng)根據(jù)圖丙中小磁針靜止時(shí)的指向,在圖中標(biāo)出電磁鐵的磁極(N或S),并在圖中畫(huà)出電磁鐵上的繞線.

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(3)當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表的事實(shí)如圖乙所示為0.3A,該燈泡的額定功率是0.75W.
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(5)另一位同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑片都無(wú)法達(dá)到額定電壓值,可能的原因是電源電壓太低.

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6.在下列數(shù)字后面填上適當(dāng)?shù)膯挝唬?br />(1)1個(gè)雞蛋的質(zhì)量約為50g;
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