13. 小玲同学利用图 9 所示的滑轮将重 $ 80 \, \mathrm{N} $ 的物体匀速提升 $ 0.5 \, \mathrm{m} $,拉力为 $ 50 \, \mathrm{N} $,所用时间为 $ 10 \, \mathrm{s} $。求:

(1) 有用功的大小;
(2) 滑轮的机械效率;
(3) 小玲所用拉力 $ F $ 做功的功率。
(1) 有用功的大小;
(2) 滑轮的机械效率;
(3) 小玲所用拉力 $ F $ 做功的功率。
答案
(1) $ W_{有}=Gh=80\,\mathrm{N}×0.5\,\mathrm{m}=40\,\mathrm{J} $
(2) 由图知 $ n=2 $,$ s=nh=2×0.5\,\mathrm{m}=1\,\mathrm{m} $
$ W_{总}=Fs=50\,\mathrm{N}×1\,\mathrm{m}=50\,\mathrm{J} $
$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{40\,\mathrm{J}}{50\,\mathrm{J}}×100\%=80\% $
(3) $ P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{50\,\mathrm{J}}{10\,\mathrm{s}}=5\,\mathrm{W} $
(2) 由图知 $ n=2 $,$ s=nh=2×0.5\,\mathrm{m}=1\,\mathrm{m} $
$ W_{总}=Fs=50\,\mathrm{N}×1\,\mathrm{m}=50\,\mathrm{J} $
$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{40\,\mathrm{J}}{50\,\mathrm{J}}×100\%=80\% $
(3) $ P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{50\,\mathrm{J}}{10\,\mathrm{s}}=5\,\mathrm{W} $
14. 提升题 小黎和小明在散步时看到一对父女正在玩跷跷板,如图 10 甲所示,女儿居然将爸爸跷起来了!小黎想:在什么条件下跷跷板才能水平平衡呢?回家后,小黎和小明找来了一个两侧对称、质地均匀的衣架,若干个重力均为 $ 0.1 \, \mathrm{N} $ 的钩码和刻度尺来探究杠杆的平衡条件。

(1) 小黎将衣架悬挂起来,如图 10 乙所示,衣架恰好在水平位置平衡。衣架相当于一个等臂杠杆,其支点是
(2) 如图 10 丙所示,在衣架两侧 $ A $、$ B $ 位置,分别用细线悬挂数量不同的钩码,使衣架在水平位置平衡,并用刻度尺分别测量 $ O_{2} $ 到 $ A $、$ B $ 两点的距离,实验数据如下表所示。

根据实验数据,可得出杠杆的平衡条件是
(3) 小明认为小黎测量的 $ O_{2} $ 到 $ A $、$ B $ 两点的距离其实并不是力臂,这对实验结论的得出
(4) 小明在衣架上距离 $ O_{2} $ 均为 $ 10 \, \mathrm{cm} $ 的 $ C $、$ D $ 位置上,分别挂上了 $ 2 $ 个和 $ 3 $ 个钩码,静止时如图 10 丁所示,此时衣架处于
(1) 小黎将衣架悬挂起来,如图 10 乙所示,衣架恰好在水平位置平衡。衣架相当于一个等臂杠杆,其支点是
O₁
(选填“$ O_{1} $”或“$ O_{2} $”)。(2) 如图 10 丙所示,在衣架两侧 $ A $、$ B $ 位置,分别用细线悬挂数量不同的钩码,使衣架在水平位置平衡,并用刻度尺分别测量 $ O_{2} $ 到 $ A $、$ B $ 两点的距离,实验数据如下表所示。
根据实验数据,可得出杠杆的平衡条件是
F₁L₁=F₂L₂
(用公式表示)。(3) 小明认为小黎测量的 $ O_{2} $ 到 $ A $、$ B $ 两点的距离其实并不是力臂,这对实验结论的得出
没有
(选填“有”或“没有”)影响。(4) 小明在衣架上距离 $ O_{2} $ 均为 $ 10 \, \mathrm{cm} $ 的 $ C $、$ D $ 位置上,分别挂上了 $ 2 $ 个和 $ 3 $ 个钩码,静止时如图 10 丁所示,此时衣架处于
平衡
(选填“平衡”或“非平衡”)状态,$ C $、$ D $ 两点到 $ O_{2} $ 的距离不等于
(选填“等于”或“不等于”)力臂。答案
(1) O₁
(2) F₁L₁=F₂L₂
(3) 没有
(4) 平衡;不等于
(2) F₁L₁=F₂L₂
(3) 没有
(4) 平衡;不等于
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