29. (12分)(2025·江苏常州中考)如下图所示,工人利用滑轮提升重物。在40s内,质量为27kg的重物被匀速竖直提升10m,此过程中,工人对绳端做功的功率为75W。不计绳重与摩擦,g取10N/kg,求:
(1) 工人对绳端施加的拉力。
(2) 滑轮受到的重力。
(3) 此过程中,滑轮的机械效率。

(1)150N；(2)30N；(3)90%

(1) 工人做的总功：$W_{总}=Pt=75W×40s=3000J$；由图知滑轮为动滑轮，绳子股数$n=2$，绳端移动距离$s=nh=2×10m=20m$；拉力$F=\frac{W_{总}}{s}=\frac{3000J}{20m}=150N$。
(2) 物体重力$G=mg=27kg×10N/kg=270N$；不计绳重与摩擦，$F=\frac{G+G_{轮}}{n}$，则滑轮重力$G_{轮}=nF - G=2×150N - 270N=30N$。
(3) 有用功$W_{有}=Gh=270N×10m=2700J$；机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{2700J}{3000J}×100\%=90\%$。

30. (5分)阅读材料,回答下列问题。
材料一 2023年10月,随着“大朗站—湿地公园站”区间右线盾构机“奋进二号”顺利到达出洞,这条贯穿东莞市水乡片区、中心城区、中部片区、松山湖高新产业区、东南临深片区的东莞地铁1号线如期完成了全线洞通节点目标(如图1所示)。



材料二 盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机,盾构的施工法是掘进机在激光导向下掘进的同时构建隧道之“盾”(指支撑性管片),集开挖、支护、出渣于一体,可以实现隧道的一次成型,在推进液压缸的推动下,刀盘向前切割泥巴,收入土仓,再由螺旋输送机往后输送泥浆到皮带输送系统(如图2所示)。
(1) 当列车在平直轨道匀速运行时,列车受到的牵引力和阻力是一对(选填“平衡力”或“相互作用力”)。
(2) 地铁的轨道一般不采用碎石铺设,这是因为当列车高速运行时,列车底部和轨道之间的空气流速增大,导致气压(选填“增大”或“减小”),从而使碎石头飞溅起来,可能引发事故。
(3) 盾构机在地下掘进时为了防止偏离直线方向,采用了激光自动导向系统,这主要是利用光的特性。
(4) 为便于在硬岩地层进行挖掘,盾构机的刀盘一般采用特殊材料制成,此时主要是利用材料的(选填“弹性”“密度”或“硬度”)这一物理性质。
(5) 如图3所示,若盾构机传送带水平匀速运送重5000N的石料时,石料受到的摩擦力为N。

(1)平衡力
(2)减小
(3)在同种均匀介质中沿直线传播
(4)硬度
(5)0

(1)列车在平直轨道匀速运行时，牵引力和阻力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上，是一对平衡力。
(2)流体流速越大，压强越小。列车高速运行时，底部和轨道间空气流速增大，气压减小，碎石在外界大气压作用下易飞溅。
(3)激光自动导向利用光在同种均匀介质中沿直线传播的特性，确保掘进方向。
(4)硬岩地层挖掘需刀盘耐磨损，利用材料的硬度。
(5)石料在水平传送带匀速运动，水平方向不受力或受平衡力，摩擦力为0。