二、非选择题
11. 如图所示,用动滑轮将重180 N的木箱在5 s内沿竖直方向匀速提升2 m,所用拉力为100 N。不计绳重和摩擦,此过程中木箱上升的速度为 m/s,有用功是 J,拉力的功率是 W;若用此装置沿竖直方向匀速提升380 N重物时,机械效率为 %。

11. 如图所示,用动滑轮将重180 N的木箱在5 s内沿竖直方向匀速提升2 m,所用拉力为100 N。不计绳重和摩擦,此过程中木箱上升的速度为 m/s,有用功是 J,拉力的功率是 W;若用此装置沿竖直方向匀速提升380 N重物时,机械效率为 %。
答案
解:
木箱上升的速度:
$v=\frac{h}{t}=\frac{2\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.4\ \mathrm{m/s}$
有用功:
$W_{\mathrm{有}}=Gh=180\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m}=360\ \mathrm{J}$
该动滑轮承担物重的绳子段数$n=2$,拉力移动距离:
$s=nh=2× 2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m}$
拉力做的总功:
$W_{\mathrm{总}}=Fs=100\ \mathrm{N} × 4\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{J}$
拉力的功率:
$P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\frac{400\ \mathrm{J}}{5\ \mathrm{s}}=80\ \mathrm{W}$
不计绳重和摩擦,由$F=\frac{G+G_{\mathrm{动}}}{2}$得动滑轮重力:
$G_{\mathrm{动}}=2F-G=2×100\ \mathrm{N}-180\ \mathrm{N}=20\ \mathrm{N}$
提升380N重物时的机械效率:
$\eta=\frac{W'_{\mathrm{有}}}{W'_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{G'h}{G'h+G_{\mathrm{动}}h}×100\%=\frac{G'}{G'+G_{\mathrm{动}}}×100\%=\frac{380\ \mathrm{N}}{380\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N}}×100\%=95\%$
答案依次为:$\boldsymbol{0.4}$;$\boldsymbol{360}$;$\boldsymbol{80}$;$\boldsymbol{95}$。
木箱上升的速度:
$v=\frac{h}{t}=\frac{2\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.4\ \mathrm{m/s}$
有用功:
$W_{\mathrm{有}}=Gh=180\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m}=360\ \mathrm{J}$
该动滑轮承担物重的绳子段数$n=2$,拉力移动距离:
$s=nh=2× 2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m}$
拉力做的总功:
$W_{\mathrm{总}}=Fs=100\ \mathrm{N} × 4\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{J}$
拉力的功率:
$P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\frac{400\ \mathrm{J}}{5\ \mathrm{s}}=80\ \mathrm{W}$
不计绳重和摩擦,由$F=\frac{G+G_{\mathrm{动}}}{2}$得动滑轮重力:
$G_{\mathrm{动}}=2F-G=2×100\ \mathrm{N}-180\ \mathrm{N}=20\ \mathrm{N}$
提升380N重物时的机械效率:
$\eta=\frac{W'_{\mathrm{有}}}{W'_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{G'h}{G'h+G_{\mathrm{动}}h}×100\%=\frac{G'}{G'+G_{\mathrm{动}}}×100\%=\frac{380\ \mathrm{N}}{380\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N}}×100\%=95\%$
答案依次为:$\boldsymbol{0.4}$;$\boldsymbol{360}$;$\boldsymbol{80}$;$\boldsymbol{95}$。
12. 如图所示,擦窗机器人底部装有真空泵和吸盘,当真空泵将吸盘内的空气抽出时,由于的作用,它吸附在竖直玻璃上;当它保持静止时,受到的摩擦力与是一对平衡力;它工作时带动清洁布擦拭玻璃,选用粗糙清洁布的目的是增大。

答案
解:
当真空泵将吸盘内的空气抽出时,吸盘内部气压远小于外界大气压,机器人在大气压的作用下被压在竖直玻璃上;
擦窗机器人保持静止时,竖直方向上受到向上的摩擦力、向下的重力,二力满足平衡力的条件,因此摩擦力与自身重力是一对平衡力;
选用粗糙清洁布,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,更便于擦拭玻璃。
答案依次为:大气压;重力;摩擦力。
当真空泵将吸盘内的空气抽出时,吸盘内部气压远小于外界大气压,机器人在大气压的作用下被压在竖直玻璃上;
擦窗机器人保持静止时,竖直方向上受到向上的摩擦力、向下的重力,二力满足平衡力的条件,因此摩擦力与自身重力是一对平衡力;
选用粗糙清洁布,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,更便于擦拭玻璃。
答案依次为:大气压;重力;摩擦力。
13.在日常生活中,经常要对一些物理量进行估测,比如:一枚(选填“一元硬币”或“鸡蛋”)的质量约为50 g。而在科学探究和工业生产中,需要对某些物理量进行准确测量,
;如图乙所示,用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做匀速直线运动时,木块所受滑动摩擦力的大小为N。
答案
解:
一枚鸡蛋的质量约为50g,一元硬币质量约为6g,因此第一空选填鸡蛋。
图甲中刻度尺的分度值为1mm,金属零件左端对齐1.00cm刻度线,右端对齐4.00cm刻度线,金属零件的长度为:
$L = 4.00\ \mathrm{cm} - 1.00\ \mathrm{cm} = 3.00\ \mathrm{cm}$
图乙中弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.8N,木块沿水平方向做匀速直线运动,水平方向上滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,因此木块所受滑动摩擦力的大小为2.8N。
答案依次为:鸡蛋;3.00;2.8。
一枚鸡蛋的质量约为50g,一元硬币质量约为6g,因此第一空选填鸡蛋。
图甲中刻度尺的分度值为1mm,金属零件左端对齐1.00cm刻度线,右端对齐4.00cm刻度线,金属零件的长度为:
$L = 4.00\ \mathrm{cm} - 1.00\ \mathrm{cm} = 3.00\ \mathrm{cm}$
图乙中弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.8N,木块沿水平方向做匀速直线运动,水平方向上滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,因此木块所受滑动摩擦力的大小为2.8N。
答案依次为:鸡蛋;3.00;2.8。
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