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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
0.4
m/s，有用功是360
J，拉力的功率是80
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95
%。答案
11. 0.4 360 80 95
[木箱在5 s内沿竖直方向匀速提升2 m,木箱上升的速度为 $v=\frac{s}{t}=\frac{2\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.4\ \mathrm{m/s}$,有用功 $W_{有}=Gh=180\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=360\ \mathrm{J}$,由图可知n=2,则绳子自由端移动的距离 $s=nh=2×2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m}$,拉力做的总功 $W_{总}=Fs=100\ \mathrm{N}×4\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{J}$,拉力做功的功率 $P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{400\ \mathrm{J}}{5\ \mathrm{s}}=80\ \mathrm{W}$,$W_{额}=W_{总}-W_{有}=400\ \mathrm{J}-360\ \mathrm{J}=40\ \mathrm{J}$,不计绳重和摩擦,则额外功就是克服动滑轮重力所做的功,即 $W_{额}=G_{动} h=40\ \mathrm{J}$,可得 $G_{动}=\frac{W_{额}}{h}=\frac{40\ \mathrm{J}}{2\ \mathrm{m}}=20\ \mathrm{N}$,若用此装置沿竖直方向匀速提升380 N重物,滑轮组的机械效率 $\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{G_{物} h}{G_{物} h+G_{动} h}×100\%=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}=\frac{380\ \mathrm{N}}{380\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N}}=95\%$。]
[木箱在5 s内沿竖直方向匀速提升2 m,木箱上升的速度为 $v=\frac{s}{t}=\frac{2\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=0.4\ \mathrm{m/s}$,有用功 $W_{有}=Gh=180\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=360\ \mathrm{J}$,由图可知n=2,则绳子自由端移动的距离 $s=nh=2×2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m}$,拉力做的总功 $W_{总}=Fs=100\ \mathrm{N}×4\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{J}$,拉力做功的功率 $P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{400\ \mathrm{J}}{5\ \mathrm{s}}=80\ \mathrm{W}$,$W_{额}=W_{总}-W_{有}=400\ \mathrm{J}-360\ \mathrm{J}=40\ \mathrm{J}$,不计绳重和摩擦,则额外功就是克服动滑轮重力所做的功,即 $W_{额}=G_{动} h=40\ \mathrm{J}$,可得 $G_{动}=\frac{W_{额}}{h}=\frac{40\ \mathrm{J}}{2\ \mathrm{m}}=20\ \mathrm{N}$,若用此装置沿竖直方向匀速提升380 N重物,滑轮组的机械效率 $\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{G_{物} h}{G_{物} h+G_{动} h}×100\%=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}=\frac{380\ \mathrm{N}}{380\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N}}=95\%$。]
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
大气压
的作用,它吸附在竖直玻璃上;当它保持静止时,受到的摩擦力与重力
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摩擦力
。答案
12. 大气压 重力 摩擦力
[当真空泵将吸盘内的空气抽出时,吸盘内的气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下,擦窗机器人被压在竖直玻璃上。擦窗机器人保持静止时,处于平衡状态,在竖直方向上,它受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力。根据影响摩擦力大小的因素,在压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。擦窗机器人工作时,选用粗糙清洁布,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。]
[当真空泵将吸盘内的空气抽出时,吸盘内的气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下,擦窗机器人被压在竖直玻璃上。擦窗机器人保持静止时,处于平衡状态,在竖直方向上,它受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力。根据影响摩擦力大小的因素,在压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。擦窗机器人工作时,选用粗糙清洁布,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。]
13.在日常生活中,经常要对一些物理量进行估测,比如:一枚
鸡蛋
（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,图甲中金属零件的长度为3.00
cm;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2.8
N。答案
13. 鸡蛋 3.00 2.8
[一枚鸡蛋的质量约为50 g。由图甲可知,刻度尺上1 cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1 cm,即此刻度尺的分度值为0.1 cm;金属零件左侧与1.00 cm对齐,右侧与4.00 cm对齐,所以金属零件的长度为 $L=4.00\ \mathrm{cm}-1.00\ \mathrm{cm}=3.00\ \mathrm{cm}$。如图乙所示,用弹簧测力计拉着木块沿水平方向做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。图中弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数为2.8 N,故木块所受的滑动摩擦力的大小为2.8 N。]
[一枚鸡蛋的质量约为50 g。由图甲可知,刻度尺上1 cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1 cm,即此刻度尺的分度值为0.1 cm;金属零件左侧与1.00 cm对齐,右侧与4.00 cm对齐,所以金属零件的长度为 $L=4.00\ \mathrm{cm}-1.00\ \mathrm{cm}=3.00\ \mathrm{cm}$。如图乙所示,用弹簧测力计拉着木块沿水平方向做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。图中弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数为2.8 N,故木块所受的滑动摩擦力的大小为2.8 N。]
