金富同學家最近獲得了江西省人民政府安置的一套保障房,為了幫助爸爸將重600N的裝修材料運送到6m高的樓上,他利用物理課上學過的滑輪組,設計了如圖甲所示的材料搬運方案(其中每個滑輪重30N,繩子足夠長,所能承受的最大拉力為230N,不計繩重及摩擦).
(1)現(xiàn)請你幫助金富同學繞繩,要求盡量用最省力的方法實現(xiàn)材料的搬運;
(2)若金富同學在5s內(nèi)將該材料勻速提高了2m,則拉力的功率是多少?
(3)金富的爸爸觀察了該裝置后,覺得將該裝置的滑輪位置顛倒一下,如圖乙所示,使用較安全且效率較高.請你比較兩方案效率的大小,說明金富的爸爸的方案是否效率較高.

【答案】分析:(1)向上拉繩子物體向上運動,應從定滑輪開始繞線;
首先根據(jù)動滑輪由幾段承擔,來確定滑輪組的繩子段數(shù),然后根據(jù)公式逐個計算.
(2)知道重物上升的高度,從而可以計算出拉力移動的距離,根據(jù)公式W=FS求出總功,再利用公式P=求出拉力做功的功率.
(3)甲乙兩圖有用功相同,上面求出了拉力大小,再求出拉力做的總功,利用機械效率的公式求出甲乙兩圖的機械效率,從甲乙兩圖的機械效率高低、省費力、是否更安全等方面分析.
解答:解:(1)站在樓上把材料運上樓,應從定滑輪開始繞線,材料由4段繩子承擔;見右圖
(2)P=====264W.
(3)甲圖機械效率:η===≈23%
乙圖機械效率:
η===≈32%.
金富爸爸的方案是站在地上用力拉較安全且效率較高(有其他比較效率大小的正確方法均給分).
答:
(1)見右圖.
(2)拉力的功率是264W.
(3)金富爸爸的方案是站在地上用力拉較安全且效率較高.
點評:本題考查了學生對有用功、總功、機械效率、滑輪組繞法的了解與掌握,利用好“當不計繩重和摩擦時,拉力和物重的關系[F=(G+G)]”是本題的關鍵.
練習冊系列答案
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科目:初中物理 來源: 題型:

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(1)現(xiàn)請你幫助金富同學繞繩,要求盡量用最省力的方法實現(xiàn)材料的搬運;
(2)若金富同學在5s內(nèi)將該材料勻速提高了2m,則拉力的功率是多少?
(3)金富的爸爸觀察了該裝置后,覺得將該裝置的滑輪位置顛倒一下,如圖乙所示,使用較安全且效率較高.請你比較兩方案效率的大小,說明金富的爸爸的方案是否效率較高.

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在景華棚戶區(qū)改造中,金富同學家獲得了景德鎮(zhèn)人民政府安置的一套保障房.為了將重600N的裝修材料運送到6m高的樓上,他利用滑輪組設計了如圖甲方案來搬運材料 (其中每個滑輪重30N,繩子足夠長,所能承受的最大拉力為230N,不計繩重及摩擦).
(1)請你幫助金富同學繞繩,要求盡量用最省力的方法實現(xiàn)材料的搬運;
(2)金富的爸爸觀察了該裝置后,覺得將該裝置的滑輪位置顛倒一下,如圖10乙方案較為安全且效率較高.請你求出兩方案效率大小的比值,再說明哪種方案效率較高?
(3)金富同學認為爸爸的方案有可取之處,但懷疑繩子會斷,請計算說明繩子是否會斷.
(4)若金富同學按乙方案在5s內(nèi)將該材料勻速提高了4m,則拉力的功率是多少?

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

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(1)請你幫助金富同學繞繩,要求盡量用最省力的方法實現(xiàn)材料的搬運;
(2)金富的爸爸觀察了該裝置后,覺得將該裝置的滑輪位置顛倒一下,如圖10乙方案較為安全且效率較高.請你求出兩方案效率大小的比值,再說明哪種方案效率較高?
(3)金富同學認為爸爸的方案有可取之處,但懷疑繩子會斷,請計算說明繩子是否會斷.
(4)若金富同學按乙方案在5s內(nèi)將該材料勻速提高了4m,則拉力的功率是多少?

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