如图所示,重为16N的物体A在拉力F的作用下,5s内匀速运动了0.5 m。拉力F做的功随时间变化的图像如图所示。己知动滑轮重0.5 N,物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.25倍。
求:(1)拉力F的功率。
(2)拉力F大小。
(3)克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例。
如图是某汽车起重机静止在水平地面上起吊重物的示意图,重物的升降使用的是滑轮组,滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。提升重物前,起重机对地面的压强为 ,某次作业中,将重物甲以 的速度匀速提升时,起重机对地面的压强为 ;若以相同的功率将重物乙以 的速度匀速提升时,起重机对地面的压强为 (不计钢丝绳重和摩擦)
(1)起重机两次提升的重物质量之比。
(2)起重机两次提升重物时,滑轮组的机械效率之比。
(3)提升重物乙时,滑轮组的机械效率是多少?
如图,某施工现场的一台起重机正将一箱箱设备吊装到3m高的施工台上。其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的。若每箱设备均重4000N,施工台距离地面的高度为3m。如果起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时,动滑轮上每段钢绳的拉力为2500N,在忽略钢绳重和摩擦的情况下。
(1)起重机提升一箱设备时,对箱子做的有用功是多少?
(2)动滑轮在提升这箱设备时的机械效率是多大?
(3)在安全操作的前提下,为了节省时间,加快施工进度,起重机同时将两箱设备以0.1m/s的速度匀速提升到施工台。求这种情况下,动滑轮上钢绳自由端拉力的功率为多大?
图甲是海上打捞平台装置示意图,使用电动机和滑轮组将实心物体 从海底竖直向上始终以 的速度匀速吊起,图乙是物体 所受拉力 随时间 变化的图象(不计摩擦、水的阻力及绳重,忽略动滑轮受到的浮力, . 。请解答下列问题:
(1)物体 的体积是多少?
(2)物体 完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为 ,当物体 完全离开水面后,滑轮组的机械效率是多少?
(3)当物体 完全离开水面后,电动机两端电压为 ,通过的电流为 ,电动机线圈的电阻为多少?(不计电动机内部摩擦)
如图是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图,工人用一滑轮组从水中打捞物体。已知:物体的质量为 且以恒定速度匀速上升,当物体完全露出水面,工人对滑轮组绳子自由端的拉力 为 ,此时滑轮组的机械效率 为 (绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计, 。
(1)请你根据题目中的条件,判断出工人所使用的滑轮组是下列中的 图。
(2)工人的质量为 ,双脚与地面接触面积为 ,物体浸没在水中和完全被打捞出水面时工人对地面的压强变化了 ,求物体浸没在水中时受到的浮力。
(3)若物体完全浸没在水中时,工人拉力的功率为 ,求物体上升的速度。
随着人们网上购物量的剧增,一种充电机器人当起了快件投递员。已知机器人携带快件满载时总重G=13500N,以10m/s的速度匀速直线行驶时,所受平均阻力f为0.03G。
(1)求机器人匀速直线行驶过程中的功率;
(2)假设给机器人提供1度的电能,可供其匀速直线行驶8km,求机器人工作时的效率;
(3)机器人靠摄像头来识别道路,为防止镜头上雾,需贴一张电热膜,电路如图所示。已知电热膜的额定电压22V,额定功率4.84W.为满足不同季节使用的需要,还可以通过调节滑动变阻器R,使电热膜的功率在额定功率的25%~100%之间变化,请求出R的最大阻值。
小华到商厦看到载货电梯后,对其结构和工作原理产生了浓厚的兴趣,他通过查阅资料了解到,电梯是通过电动机带动钢丝绳,利用滑轮组来提升货物,其机械部分结构如图甲所示,某次工作电梯在25s内将质量为500kg的重物匀速提升15m,电动机对钢丝绳的拉力为F=3×103N,为了安全,电梯设置有超载自动报警系统,其控制电路工作原理如图乙所示,已知电源电压U=8V,保护电阻R1=100Ω,电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变化如图丙所示,求:
(1)提升物体的有用功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)当电流表示数达到20mA时,电梯会发出超载警报声,该电梯承载的物重应小于多少N?
电动车是环保的交通工具,行驶时蓄电池给电动机供电,表1是某厂家生产的电动车的主要参数,测试员还做了其他参数的测试。
测试一:一次性充满电后,在相同的路面、不同负重情况下连续行驶的最大里程数sm,结果如表2。
表1:
整车 |
整车质量 |
40kg |
最高车速 |
30km/h |
|
蓄电池 |
蓄电容量 |
0.55kW•h |
电动机 |
额定电压 |
48V |
额定功率 |
240W |
表2:
负重(kg) |
60 |
80 |
100 |
120 |
sm(km) |
28 |
25.8 |
23.3 |
20.5 |
测试二:电动车一次性充满电后连续行驶直至储存电能将耗尽的过程中,在同样的路面,行驶里程s对电动机牵引力F的影响,得到的图象如图所示。
根据以上数据求:
(1)电动车以6m/s速度匀速行驶100s的路程。
(2)由表2数据反映的现象,其原因是 。
(3)在测试二中电动车的蓄电池所储存的能量剩余量低于10%后电动车已无法连续行驶,此时行驶里程为30km,求这次测试中该电动车的效率。
如图是某品牌饮水机的简化电路图,该饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),下表是它的有关参数。已知C水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3。
电热饮水机 型号:XL﹣LS2017 储水罐容积:1L 额定电压:220V 额定加热功率:1000W 额定保温功率:100W 额定频率:50Hz |
(1)S0闭合时饮水机处于什么状态,此时电路中电流是多大?
(2)该饮水机在额定电压下,将装满储水罐的水从50℃加热至沸腾(当时气压为标准大气压),用时300s,求饮水机的加热效率。
(3)若实际电压为200V,饮水机的加热效率保持不变,将装满储水罐的水从50℃加热至沸腾(当时大气压为标准大气压),需用时多少秒。
如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,使用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起,图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象。A完全离开水面后,电动机对绳的拉力F大小为1×104N.滑轮组的机械效率为75%.已知A的重力为3×104N,A上升的速度始终为0.1m/s。(不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重,不考虑风浪、水流等因素的影响)求:
(1)长方体A未露出水面时受到的浮力;
(2)长方体A的体积;
(3)长方体A的密度;
(4)长方体A完全离开水面后,在上升过程中F的功率。
在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路,交警只用了30s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是6m/s,绳子自由端的拉力F是500N,该装置的机械效率是80%.求:
(1)故障车在30s内通过的路程;
(2)拉力F在30s内所做的功;
(3)故障车在被拖离过程中受到的阻力。
如图,杠杆在水平位置平衡,物体 重为 , ,每个滑轮重为 ,滑轮组的机械效率为 ,在拉力 的作用下,物体 以 速度匀速上升了 。(杠杆与绳的自重、摩擦均不计)
求:(1)物体 的重力;
(2)拉力 的功率;
(3)物体 对水平面的压力。
工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙,滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计, 取 。
(1)若某次运送建材的质量为 ,则建材的重力是多少?
(2)若工人在 内将建材匀速竖直向上提升了 ,作用在钢绳上的拉力为 ,求拉力的功率;
(3)当滑轮组的机械效率为 时,运送建材的重力是多大?
江汉平原,雨量充沛。甲地有一小型水电站,每分钟有 的水从高处流下冲击水轮机的叶轮,带动发电机发电,供乙地使用,水轮机与上游水位的落差为 。甲、乙两地相距 ,两地间沿直线架设了两条输电线,已知每条输电线每千米的电阻为 .为预防灾情发生,工作人员用简易无人机(只能水平或竖直飞行)进行实时监测。该机有 、 两个电动机,它们消耗的电能都由锂电池提供。其中 电动机带动顶部的螺旋桨工作,提供升力; 电动机带动尾部的螺旋桨工作,提供水平推力。无人机飞行时的阻力 与飞行速度 的关系为 .该机的部分参数见表格。
质量 |
1.25 |
锂电池的电压 |
29.4 |
锂电池的容量 |
|
最大飞行速度 |
5 |
电动机消耗的最大功率 |
80 |
电动机消耗的最大功率 |
40 |
(1)若水的机械能有 转化为电能,求水电站的发电功率。
(2)现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员在甲地利用如图所示的电路进行测量。当电压表的示数为 时,电流表的示数为 .短路位置离甲地的距离是多少米?
(3)当无人机保持一定高度以最大速度沿直线飞行时, 电动机消耗的功率最大。求此时 电动机的效率。(不计电动机到螺旋桨传动过程中的能量损耗)
荣威e950插电式混合动力汽车于今年3月正式上市,百公里平均油耗约1.7升。它有两种动力系统,汽车加速,汽油机提供的动力不足时,蓄电池的电能转化为动能,使汽车加速更快;汽车减速,汽车动能转化为电能,由蓄电池贮存起来,减少能量的消耗。两种动力系统也可独立工作,只有汽油机工作时,与一般的汽车不同:只使用电力时,由电动机提供动力。如表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌,其中电池容量是蓄电池贮存的最大电能(储存电能的本领是表示电池容量的另一方式),该汽车匀速行驶时受到的阻力为1440N,求:
(1)在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间?
(2)该汽车匀速行驶100km过程中牵引力做的功为多少?
(3)蓄电池充满电后,仅由电动机提供动力,电能转化为机械能的效率为80%,汽车匀速持续行驶的最大距离是多少km?
(4)假设汽车受到的阻力不变,仅由汽油机提供动力,汽油的热值为5.0×107J/L(即焦耳/升),汽油机的效率为24%,汽车匀速行驶100km的油耗是多少升。
电池容量 |
44kW•h |
充电电压 |
220V |
充电电流 |
20A |
输出电压 |
150V |