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199502. (2023•高新一中•七模) 全球最大的“超级电梯”三峡升船机是三峡工程重要通航设施之一,主要为客船、货船和特种船舶提供快速过坝通道,过船规模为3000吨级,提升总质量约15500吨,最大提升高度为113米,是目前世界上规模最大、技术难度最高的垂直升船机。
与电楼相似,升船机主要由塔柱、承舱厢、滑轮组和平衡重组等构成,如图2,承船厢装满水时水深3.5米、总质量为15500吨,其工作原理是:船只由航道进入装满水的承船厢,此时滑轮组无驱动力,平衡重组借助滑轮组使承船厢和船只保持悬空静止;关闭闸门后,再由带驱动力的滑轮组和平衡重组共同将承船厢提升或下降,到达位置后开闸,船只离开承重厢驶出。(g取10N/kg)
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(1)如图2,升船机滑轮组中定滑轮既可以产生驱动力,还可以        
(2)承船厢中装满水,船只未进入时,水对承船厢底部的压强为多少?
(3)升船机将一艘总质量为3000吨的货轮,从下航道闸口以0.2m/s的速度提升100米到上航道闸口。求:
①在提升过程中,为克服系统机械摩擦阻力和风阻力等,滑轮组驱动机构给予了承船厢4×106N的驱动力,求在这次提升中滑轮组的驱动功率。
②升船机提升货轮的机械效率。(结果精确到0.1%)
共享时间:2023-06-10 难度:5
[考点]
液体压强的公式及计算,功率的计算,定滑轮,定滑轮改变力的方向,滑轮、滑轮组机械效率的计算,
[答案]
(1)改变力的方向;
(2)水对承船厢底部的压强为3.5×104Pa;
(3)①在这次提升中滑轮组的驱动功率为8×105W;
②升船机提升货轮的机械效率为18.9%。
[解析]
解:(1)根据定滑轮的特点可知,升船机滑轮组中定滑轮还可以改变力的方向;
(2)水对承船厢底部的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.5m=3.5×104Pa;
(3)①由定滑轮的特点可知滑轮组中驱动力和平衡重组所移动的速度v=v货轮=0.2m/s
滑轮组的驱动功率:P==Fv=4×106N×0.2m/s=8×105W;
②升船机提升货轮做的有用功:W=G货轮=m货轮g=3000×103×10N/kg×100m=3×109J;
由定滑轮的特点可知,三峡升船机的平衡重组的重力:G平衡=G=mg=15500×103kg×10N/kg=1.55×108N,
由题意可知,总功为滑轮组中驱动力和平衡重组所做的功,
则升船机做的总功:W=(F+G平衡)h=(4×106N+1.55×108N)×100m=15.9×109J,
升船机提升货轮的机械效率:η=×100%=×100%≈18.9%。
答:(1)改变力的方向;
(2)水对承船厢底部的压强为3.5×104Pa;
(3)①在这次提升中滑轮组的驱动功率为8×105W;
②升船机提升货轮的机械效率为18.9%。
[点评]
本题考查了"液体压强的公式及计算,功率的计算,定滑轮,定滑轮改变力的方向,滑轮、滑轮组机械效率的计算,",属于"压轴题",熟悉题型是解题的关键。
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193354. (2025•唐南中学•三模) 德优题库如图,小敏家在修建住宅楼房,用小型塔式起重机上的滑轮组运送质量为240kg的建筑材料时,所用的拉力为1×103N,在0.5min的时间内使建筑材料升高了3m,不计钢丝绳重及摩擦,求:(1)在滑轮组运送建筑材料时,A滑轮的作用是       
(2)拉力做的有用功率是多少?
(3)此过程中滑轮组的机械效率是多少?
共享时间:2025-04-08 难度:3 相似度:1.6
134685. (2023•临潼区•八下期末) 西安东站,是西安市规划的特大型枢纽站,站房面积39.40万平米。位于灞桥区,绕城高速东南、浐河以东、纺织城火车站以南2公里,也是我国中西部地区最大的铁路枢纽站之一,西安四主一辅铁路枢纽的重要主车站。如图是西安东站建筑期间某工地使用的起重机滑轮组的示意图,某一次滑轮组在10s内将质量为800kg的建筑材料,匀速提升了10m,提升重物过程中拉力的功率是1×104W。g取10N/kg,忽略绳重以及摩擦力。
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(1)滑轮组中的a滑轮的作用是        (选填“省力”或“改变力的方向”)。
(2)提升重物过程中拉力是多少?
(3)拉力提升的速度是多少?滑轮组的机械效率是多少?
共享时间:2023-07-26 难度:5 相似度:1.37
208619. (2017•交大附中•六模) 德优题库如图所示,某工人站在水平面上,用100N的拉力向下匀速拉动绳子,提起一浸没在水中体积为1.2×10-2m3,重360N的物体。(不计绳重和摩擦;忽略水对物体的阻力,ρ=1×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)工人在将物体拉出水面的过程中,物体底部所受压强       (选填“增大”“不变”或“减小”);
(2)物体浸没在水中时受到的浮力;
(3)在物体完全拉出水面后,滑轮组继续提升物体的过程中,机械效率是多少?
共享时间:2017-05-15 难度:3 相似度:1.07
206832. (2021•铁一中学•三模) 德优题库如图是天鲲号是亚洲最大的重型白航绞吸船,是中国严禁对外出口的战略装备。“天鲲号”全船长140m,宽27.8m,最大挖深35m,总装机功率25843kW,设计每小时挖泥6000m3,绞刀额定功率6600kw。满载排水量17000t,最大排距15000m。(河水密度等于水的密度,g=10N/kg)
(1)若挖泥船从海洋中驶入内河,则船身将       (选填“上浮一些”、“下沉一些”或“保持不变”)。
(2)以最大挖深工作时,前端绞刀受到河水的压强是多少?
(3)满载时,天鲲号受到的浮力是多少?
(4)若某段工作时间内,“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104kW,排泥量为1.4m3/s,排泥管的横截面积为0.7m2。则泥泵对排泥管内泥浆的推力为多少?
共享时间:2021-04-02 难度:3 相似度:1.07
199477. (2023•益新中学•二模) 德优题库质量为60kg的工人用如图所示的滑轮组,将重300N的建筑材料运到楼上,在10s内匀速提升3m,此过程中滑轮组的机械效率是75%。已知他的双脚与楼顶的接触面积为0.05m2,不计轴摩擦与绳重。g取10N/kg。试求:
(1)工人没拉绳子双脚站立在水平楼顶时,对楼顶的压强是多少?
(2)提升建筑材料所做的有用功率是多少?
(3)若工人对绳子的拉力为400N,此时该滑轮组提起的建筑材料重力是多少?
共享时间:2023-03-21 难度:3 相似度:1.07
200416. (2023•交大附中•一模) 德优题库“海斗号”自主遥控水下机器人由中国科学院沈阳自动化研究所研发,最大潜深达10767米。海斗号成为我国首台下潜深度超过万米并进行科考应用的无人自主潜水器,海斗号总质量为35t,体积为60m3。(此前国内下潜深度最大的载人潜水器为蛟龙号,ρ海水≈1×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)海斗号在我国首次万米深渊科考航次中,累计下潜七次,其中五次下潜是深度大于8000米的深渊科考应用,求第一次下潜到8000米时海斗号所受海水压强的大小。
(2)海斗号下潜到8000米后打开探照灯,摄像头通过观测孔了解8000米处深海的秘密,假设观测孔的面积为4dm2,求此时观测孔所受海水压力的大小。
(3)海斗号在完成某次任务后,匀速直线上升返回海面。若海斗号在水中以0.5m/s的速度匀速上浮,求浮力做功的功率和海斗号所受海水阻力大小。(设海斗号所受海水阻力大小不变)
共享时间:2023-03-14 难度:3 相似度:1.07
184477. (2024•阎良区•九上期中) 德优题库重力为600N的小明(未画出)站在地上用如图所示的滑轮组匀速提升350N的重物,所用的拉力F为250N,5s内绳子自由端被拉下2m,在此过程中,不计绳重和摩擦,绳所能承受力足够大。求:
(1)拉力F的功率;
(2)动滑轮的重力;
(3)小明使用此滑轮组的最大机械效率。
共享时间:2024-11-14 难度:3 相似度:1.07
208310. (2017•铁一中学•三模) 德优题库建筑工地上,某施工人员利用如图所示的滑轮组匀速提升重物,利用这个滑轮组匀速提升重为1200N的物体时,所用的拉力是600N,求:
(1)此时滑轮组的机械效率是多少?
(2)若此时拉力做功的功率是90W,重物在1min内匀速上升的高度是多少?
(3)当用这个滑轮组将重为1800N的物体匀速提升3m时,所用的拉力为800N.若本次提升过程中克服绳重和摩擦所做的额外功为900J.则动滑轮的重力为多少?
共享时间:2017-04-01 难度:3 相似度:1.07
208330. (2017•铁一中学•八模) 德优题库如图所示,重为1140N的物体,它与水平地面的接触面积为1.5×103cm2.工人师傅用600N的力匀速提升物体,物体的速度为0.2m/s。(不计摩擦及绳重)
求:(1)工人师傅拉绳的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)体重为450N的小明用此滑轮组提升物体,但物体没有被拉动,物体对地面的最小压强为多大。
共享时间:2017-06-13 难度:3 相似度:1.07
208121. (2018•西工大附中•五模) 图甲是某小区高层住宅电梯结构的示意图,它主要是由轿厢、滑轮、配重、缆绳及电动机等部件组成,小明家住该小区某栋楼的16楼,他乘电梯从1楼匀速升到16楼用时50s,已知每层楼的高度为3m。小明重600N.轿厢重5400N,动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计,针对此时程,解答下列问题。
德优题库
(1)拉力F的功率为多大?
(2)动滑轮A提升小明的机械效率为多少?
(3)图乙是该电梯超载自动报警系统工作原理的示意图,在工作电路中,当电梯没有超载时,触点K与触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作,当电梯超载时,触点K与触点B接触,电铃发出报警铃声,即使闭合开关S,电动机也不工作,在控制电路中,已知电源电压为6V,保护电阻R2=100Ω,电阻式压力传感器R1的阻值随乘客压力(F)大小变化如图丙所示,电磁铁线圈的阻值忽略不计,当电磁铁线圈电流超过0.02A时,电铃就会发出警报声,若乘客人均重为700N,该电梯最多可以乘载多少人?
共享时间:2018-05-01 难度:3 相似度:1.07
207880. (2018•师大附中•六模) 德优题库如图所示的晾衣装置,每个滑轮重均为0.5N,晾衣杆重4N,体重为500N的小明站立在水平地面,要提升总质量为5.6kg的三件衣服,他以拉力F竖直向下匀速拉动绳的自由端,此时小明对地面产生的压强为1.2×104Pa,在2s内,他将绳的自由端匀速竖直下拉了1m。已知小明双脚与地面的接触面积为400cm2.g取10N/kg,求:
(1)小明通过滑轮组拉衣服时对地面的压力;
(2)拉力F的功率:
(3)滑轮组提升衣服的机械效率。
共享时间:2018-05-25 难度:3 相似度:1.07
187666. (2025•滨河中学•一模) 德优题库2023年11月28日,深中通道海底隧道贯通。深中通道是我国广东省境内连接深圳市和中山市的交通枢纽,由桥梁和海底沉管隧道组成,沉管隧道为世界首例双向八车道海底沉管隧道,由32个如图所示的巨型钢壳沉管组成。(海水密度取1×103kg/m3
(1)海底沉管隧道建设最大水深达40m,则沉管至少要能承受多大的海水压强?
(2)在沉管隧道建设中,先将沉管两端密封,让它漂浮在海面上,再在钢缆的牵引下,缓缓由浅水坞区进入深水坞区。若钢缆将沉管匀速拖行时沉管受到的阻力为6×105N,钢缆将沉管匀速拖行30m用时10min,求此过程中钢缆对沉管拉力的功率;
(3)将漂浮的沉管牵引到预定海面后,向其内部灌水使之沉入海底。假设某一节密封的沉管的总体积为8×104m3,沉管的质量为6×104t,要使其沉入海底,至少要灌入多少吨的海水?
共享时间:2025-03-06 难度:3 相似度:1.07
184692. (2024•高新一中•九上期中) 德优题库如图所示,电源两端电压U为9V并保持不变,电阻R1阻值为10Ω。闭合开关S
后,电流表A的示数I为1.2A。
求:(1)电流表A1的示数I1
(2)电阻R2的阻值。
(3)现用一个未知阻值的定值电阻Rx替换电阻R1或R2,替换后只有一个电流表的示数发生了变化,请判断Rx替换的是电阻R1或R2
(4)此时替换后电流表示数增加了0.6A,求未知电阻Rx的阻值。
共享时间:2024-11-12 难度:3 相似度:1.07
184716. (2024•理工大附中•九上期中) 德优题库如图甲为某起重车的示意图,该车有四个支撑脚,起重时在支撑脚支撑作用下,轮胎离开地面。如图乙为起重车某次提升货物时,起重臂上滑轮组的示意图,货物在钢丝绳的拉力F作用下匀速竖直上升了2.5m,用时10s,钢丝绳的拉力F为5×103N,滑轮组的机械效率为80%。
(1)图甲中起重车的起重臂相当于一个        (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
(2)拉力F做功的功率是多少?
(3)货物所受重力是多少?
共享时间:2024-11-13 难度:3 相似度:1.07
200909. (2022•铁一中学•一模) 我国首艘国产航母山东舰自交接入列以来,已圆满完成一系列海上试验训练项目。已知山东舰满载时排水量为6.5万吨,求:(g取10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3
(1)水下5m所受的液体压强为        Pa,满载时受到的浮力是多少?
(2)一位体重为600N的歼-15舰载机飞行员,双脚与水平甲板的接触面积是400cm2,他双脚站立时对甲板的压强是多少?
(3)若舰载机飞行员驾驶歼15战机以1800km/h的速度飞越渤海海峡时,发动机的推力为2×105N,则飞机发动机的功率为多少?
共享时间:2022-03-05 难度:3 相似度:1.07

dyczwuyn

2023-06-10

初中物理 | | 解答题

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