比热容的机械效率公式

如题所述

1.质量为一千克的平底水桶,底面积为700立方厘米,桶内水深30厘米,放在水平地面上,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小1000Pa,当小明用竖直向上的力F提水桶,水桶对地面的压强为1800Pa,则水桶内质量=?,F=?解析:水对水桶底的压强p1=ρ液gh
水桶对地面的压强p2=G/S
由题,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小1000Pa,
则 p2-p1=G/S-ρ液gh=1000Pa
G=(10�0�6kg/m�0�6*10N/kg*0.3m+1000Pa)*0.07m�0�5=280N
m=G/g=28kg
2,G-F=pS
F=G-pS=280N-1800Pa*0.07m�0�5=154N 2.A、B两长方体快叠放在一起,放在水平地面上,A物在上,B物在下。A物重10牛顿,B物重30牛顿。A对B的压强与B对地的压强恰好相等,则A的底面积与B的底面积之比为多少? 解析:压强P=N/S。
设 A的压力和的面积为 Na Sa
B的压力和底面积为 Nb Sb
既然两个压强相等 则 Na/Sa=(Na+ Nb)/Sb
所以 Sa/Sb=1/4. 3.又一直空量筒,同口扎上橡皮膜,将筒内空气封住,然后将量筒竖直放入水槽中,第一次口朝上,第二次口朝下,两次浸在水中的深度相同,那()
A 每次橡皮膜都内凹,程度相同
B 每次都外凸,程度相同
C 第一次外凸,第二次内凹
D 每次都内凹,第二次凹的程度更深解析:将筒内空气封住:指不漏气,空气不能够跑出量筒

1.如果空量筒两次浸在水中的深度相同,那选择D
因为橡皮膜在第二次放入水槽中的深度更深所以压强更大,受到的压力也更大,空量筒内空气被压缩后的体积更小一些.
2.如果两次浸在水中橡皮膜在水中的深度相同,那选择A
因为橡皮膜所在处的压强保持不变,所以空量筒内空气被压缩后的体积相同

从题意理解"两次浸在水中的深度相同"应该是第一种情况. 4.同一座楼里的水龙头,楼层越高出水速度越小,其中一个重要原因是水的压强与高度有关。如果每层楼高3米,当水龙头全关闭时,相邻两层相应位置水管的压强差为多少?
解析:根据P=液体密度×10N/kg×高度。水的密度是1000kg/m�0�6,每层楼高3m.所以,1000kg/m�0�6×10N/kg ×3m=30000pa 5.一个重为89N的实心正方体铜块,放在面积为1C㎡的水平桌面的正中央,他对桌面的压强为多少?
解析:P=F/S=G/S=89N/1C㎡=89N/0.0001㎡=8.9*10^5Pa
6.底面极为0.1㎡的物体A重300N,放在水平地面上,用水平拉力F拉着物体A在水平面做匀速直线运动,一直运动过程中所受阻力为物重的0.1倍,求(1)拉力F的大小(2)物体对地面的压力和压强
解析: (1)拉力F=f=G*0.1=300N*0.1=30N (2)物体对地面的压力F1=G=300N; 物体对地面的压强P=G/S=300N/0.1㎡ =3000P
7.用一种厚度为8CM,密度为2.4X1O的三次方千克每立方米的长方体转砌墙。砌墙使用的水泥砂浆的密度为2.2X10的三次方千克每立方米,砖缝间水泥砂浆的厚度为1CM,若在建筑施工中要求墙体对墙基的压强不得超过5.0X10五次方PA求此砖墙的高度不得超过多少?
解析:设竖直放N层砖;砖的压强P1=p1gH1=p1gN*h1 水泥砂浆的压强P2=p2gNh2 P1+P2<5.0X10^5Pa N(p1g*h1+p2gh2)<5.0X10^5Pa N(2.4*1O^3kg/m^3*10N/kg*0.08m+2.2*1O^3kg/m^3*10N/kg*0.01m)<5.0X10^5Pa 解得:N<224所以N最大是233 墙的高度H=N*(h1+h2)=233*(0.08m+0.01m)=20.97m
8.某纪念碑的质量为105千克立在一块基石上,基石高1M,他的密度为2X10三次方千克每立方米,若地面承受的最大压力为7.0X10四次方PA,求基石的最小底面积。 解析:S=F/P=G/P=mg/P=105kg*10N/kg/7.0*10^4Pa=1050N/7.0*10^4Pa=0.015m^2 9.洗澡时,将温度为11摄氏度的冷水与66摄氏度的热水充分混合成550千克,35摄氏度的温水.假设在混合过程中有2.5乘10的六次方的热量损失了,问所用冷水和热水各是多少千克?
解析:所用冷水是x,则热水550-x千克
Q吸=cm(t-t1)=4200*x*(35-11)=100800x
Q放=cm(t2-t)=4200*(550-x)*(66-35)=130200(550-x)
Q吸+2。5*10^6=Q放
100800x+2500000=130200(550-x)
x=300
即热水是550-300=250kg 10.在受太阳照射的条件相同的时,内陆地区的比沿海地区炎热,这是因为什么呢?解析:单位质量的物质温度每升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为该物质的比热容
水的比热容比石土的比热容大. 内陆地区距海远,所以生温快,降温也快 11.利用水的比热容大的特点解释下列现象(1)取暖用的散热器里要装水(2)汽车用水来作冷却液(3)春季育秧苗时,晚间要多灌一些水解析:1。散热器装水,因为水的比热容大,可以吸收较多的热量,达到散热的目的2。水的比热容大,早相同体积情况下,水可以吸收掉汽车散发出来的更多的热量,是发动机的温度不会升得很高3。晚上给田里灌水,可以利用水热容量大的特性,保持水土的温度,不会散失很多的热量使秧苗冻伤 12.把两块质量相等的铁块同时放在沸水中加热一段时间后,分别投入到质量、初温相同的水和煤油中,当达到热平衡后,水和煤油所吸收的热量相比较:
A.水吸收的热量等于煤油吸收的热量
B.水吸收的热量小于煤油吸收的热量
C.水吸收的热量大于煤油吸收的热量
D.混合温度未知,无法判断解析:水和煤油的初温 T初,铁的初温 T铁
热平衡后 水温 T水,煤油温 T油。
水比热 C水 煤油比热 C油。同时已知 C水 > C油

水吸收的热量 Q水 = C水 * M * (T水 - T初)
油吸收的热量 Q油 = C油 * M * (T油 - T初)
水中铁放热:Q铁水 = C铁 *m *(T铁 - T水)= Q水 = C水 * M * (T水 - T初)
油中铁放热:Q铁油 = C铁 *m *(T铁 - T油)= Q油 = C油 * M * (T油 - T初)

上下做 比运算
(T铁 - T水)/(T铁 - T油)= (C水/C油) * (T水 - T初)/(T油 - T初)

根据这个式子推测 热平衡后 T水 和 T油 哪个更高。
假设 T水 > T油。
  方程左端 小于 1
  方程右端 (C水/C油) > 1 同时 (T水 - T初)/(T油 - T初)>1
也就是方程右端 大于 1
因此 T水 > T油 的假定不成立。同时 T水=T油 也显然不成立。
所以 应该是 T水 < T油
所以 Q铁水= C铁 *m *(T铁 - T水)> Q铁油 = C铁 *m *(T铁 - T油)
因此 Q水 > Q油。
C 是正确的。 13.一个单轮的定滑轮与一个单轮的动滑轮,其重力均为20N,两个滑轮分别以F1和F2的力将重400N的物体以相同的速度匀速提升了10m,则下列判断正确的是()
A.F1做的功大于F2做的功
B.F1和F2做功相等
C.F1做功的功率小于F2做功的功率
D.F1和F2做功的功率相等
解析:物体速度相同,位移相同,则时间相同,功和功率成正比 W1=400*10=4000J, W2=1/2*(400+20)*10*2=4200J,动滑轮力变为一半,作用力位移加倍,但是还要承担滑轮重,所以功多。若滑轮无重量则相等 14.分别用甲、乙两滑轮组匀速提升重为100 N的物体,已知它们的机械效率分别是75%和80%,求:(1)将重物提高3 m时,甲、乙两滑轮组所做的总功各是多少?(2)拉力F1和F2的比值是多少?解析:(1)提高3m,甲:有用功W有=GH=300J 根据机械效率公式
W总=300/75%=400J
乙:有用功W有=GH=300J 根据机械效率公式
W总=300/80%=375J
(2)根据总功W总=FS
甲的:F甲*6=400
乙的:F乙*9=375
所以F甲:F乙=8:5 一、填空题(每空1分,共30分)
  1.对完成工作任务无用而又必须做的功叫做___________,有用功和额外功之和叫做___________。

  2.因为_________功总小于_________功,所以机械效率总小于1。提高机械效率的途径是减小___________功。

  3.板车上装有货物,一人拉着该板车将货物送到目的地,对货物所做的功叫__________功,对板车所做的功叫_________功,如果目的是送板车,则对板车所做的功叫___________功,对货物所做的功叫___________功。

  4.一台起重机将3600N的货物提高4m,如果额外功是9600N,起重机做的有用功是_____________,总功是___________,机械效率是___________。

  5.利用一个动滑轮将重70N的物体匀速提高6m,设动滑轮重10N,绳重和摩擦不计,则利用动滑轮所做的额外功是_____________,总功是___________,这个滑轮组的机械效率是___________。

  6.如图1所示,物重40N,滑轮重10N,用力F匀速向上提起重物时,拉力F的大小为_________,滑轮组的机械效率是___________。(绳重和摩擦不计)

  7.某机械的机械效率为80%,使用它做400J的有用功,需同时做_________J的额外功。

  8.如图2是测定滑轮组的机械效率的实验装置,除了图中器材外,还需要___________和___________;除钩码重外,还要测出的数据有___________、____________、__________;弹簧测力计的拉力方向应__________,钩码应___________上升;将图中钩码减少一个,则滑轮组的机械效率将__________。

  9.如图3所示,物体A的质量是100kg,在力F的作用下物体以0.5m/s的速度沿水平方向匀速前进。若A与水平面间的摩擦力为物重的1/2,滑轮组的机械效率为80%,则5s内拉力的有用功是______J,拉力F是______N。(g取10N/kg)

  10.用图4所示的滑轮组甲和乙,提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效率为η甲,乙滑轮组的机械效率为η乙,则可判定η甲______η乙;如果用乙滑轮组第一次提起重G1的重物,机械效率为η1,第二次提起重为G2的重物(G1> G2),机械效率为η2,则可判定η1______η2。(不考虑绳重和摩擦的影响,且动滑轮的重力相等)

  二、选择题(每题3分,共30分)

  1.分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举升相同高度,做的有用功(
 )

  A.杠杆最多

  B.斜面最多

  C.滑轮组最多

  D.一样多

  2.在下列有关机械效率说法中正确的是(
 )

  A.机械效率较大的,所做功少

  B.机械效率较大的,所做的额外功较少

  C.机械效率较大的,有用功和额外功的比值较大

  D.机械效率较大的,额外功和有用功的比值较大

  3.若把一个定滑轮改成动滑轮使用,除了可以省力外,还( 


  A.可以省功

  B.提高了机械效率

  C.机械效率不变

  D.降低了机械效率

  4.机械效率不可能大于1的原因是(
 )

  A.动力总大于有用阻力

  B.动力功总是大于机械克服全部阻力所做的功

  C.阻力功总是大于动力功

  D.它符合功的原理

  5.如图5所示,用甲、乙两个滑轮组来提相同重物G,甲图中两个动滑轮共重5N,乙图中一个动滑轮重3N,不计摩擦和绳重,则两个滑轮组的机械效率( 


  A.甲比乙大

  B.甲比乙小

  C.一样大

  D.以上三种情况都可能

  6.如图6所示,用两个滑轮组提升货物,所用的动力之比为F1:F2=4:3,被提升货物的重力之比为G1:G2=1:2,则两个滑轮组的机械效率之比为( 


  A.4:3

  B.3:8

  C.3:4

  D.1:3

  7.利用一个滑轮组提升物体,不计摩擦阻力,则用这个滑轮组( 


  A.提升的物体重力越小,机械效率越高

  B.提升的物体重力越大,机械效率越高

  C.把物体提的越高,机械效率越高

  D.自由端拉力越大,机械效率越高

  8.如图7所示的两个滑轮组分别把重力相等的两个物体提升相同的高度,所用的拉力F1=F2,比较两拉力所做的功W1.W2及两滑轮组的机械效率η1.η2,则有(


  A.W1>W2,η1<η2

  B.W1<W2,η1<η2

  C.W1=W2,η1=η2

  D.W1<W2,η1>η2

  9.用两个定滑轮和两个动滑轮组成一个滑轮组,(动滑轮的重力不能忽略)用此滑轮组提起重力为200N的物体,如果提起物体所需要的力是50N,则此滑轮组的机械效率为(


  A.60%

  B.65%

  C.80%

  D.85%

  10.用相同的定滑轮和动滑轮,组成甲、乙两个滑轮组,如图8所示,用它们来提升同一重物,甲滑轮组将重物举高1m,乙滑轮组将重物举高2m,在不计绳重和摩擦的条件下,下列说法正确的是(


  A.甲滑轮组拉力大,机械效率低

  B.乙滑轮组省力,所以它的机械效率高

  C.乙滑轮组将重物举得高。所以它的机械效率高

  D.乙滑轮组做的有用功多,但甲、乙机械效率相等

  三、多选题(以下各题至少有两个答案符合题意,请把正确序号填入括号内,选对但不全得1分,不填或填错不得分;每题3分,共15分)

  1.下列关于机械效率的说法中,正确的是(


  A.机械效率总小于1

  B.机械效率可能大于1或等于1

  C.增加机械做功时间可以提高机械效率

  D.有用功一定时,减少额外功可以提高机械效率

  2.一个工人用如图9所示的滑轮组提起重2000N的货物,所用的拉力是800N,绳子自由端被拉下4m,下列说法正确的是(   )

  A.总功是3200J,机械效率是40%

  B.有用功是2000J,总功是3200J

  C.有用功是3200J,机械效率是62.5%

  D.总功是3200J,机械效率是62.5%

  3.两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升物体,若已知物重400N,绳子自由端的拉力为120N,则滑轮组的机械效率可为(


  A.30%

  B.67%

  C.83%

  D.100%

  4.用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,把重物匀速提起,绳子的最大承受力为300N,滑轮组的机械效率为60%,这样一次提升的重物最多有多重?(


  A.360N

  B.540N

  C.600N

  D.1000N

  5.有一人用同一滑轮组分别将重1000N和2000N的物体匀速提升5m,动滑轮重200N,不计绳重和摩擦,,则上述两种情况中正确的是(


  A.滑轮组的机械效率不相等

  B.人做的额外功相等

  C.人做的总功相等

  D.绳子自由端移动的距离相等

  四、作图和实验题(每空1分,2题4分,共13分)

  测定滑轮组的机械效率。选用的滑轮每个重0.6N,每个钩码重2N,弹簧测力计的最大量程为2.5N。现挂3个钩码:

  1.要完成此实验最少需_______个定滑轮,______个动滑轮。

  2.在方框中画出实验装置图。

  3.绳子自由端的拉力至少为_______N。

  4.在实验中_______拉动绳子时,弹簧测力计示数为2.5N,钩码升高10cm,则有用功为_______J,总功为______J,机械效率为_______。

  5.在实验中若被提升的物体重力一定,则适当_________(填“增加”或“减小”)动滑轮个数,就越省力。滑轮组的机械效率就越_____。

  五、计算题(1题6分,2题6分,共12分)

  1.某建筑工地的工人利用滑轮组把一车砖匀速拉到5m高的楼上,共做有用功1.5×104J:(1)这车砖重多少牛?(2)如果滑轮组的机械效率是60%,要用200N的力把车拉上去,绳子要拉下多少米?

  2.方芳用一杠杆把重1000N的重物从地面匀速提升到二楼阳台上,她设计的杠杆动力臂与阻力臂之比为4:1,假定在提升过程中其力臂比不变,则在理想情况下,用多大的力就可达到目的?实际上她用300N的力才把重物提起,则此杠杆在提升过程中的机械效率约为多大?(提示:动力臂与阻力臂之比为4:1,则动力移动距离与阻力移动距离之比就是4:1。) 一、填空题

  1.额外功 总功
  2.有用 总 额外
  3.有用 额外 有用 额外
  4.1.44×104J 2.4×104J 60%
  5.60J 480J 87.5%
  6.25N 80%
  7.100
  8.弹簧测力计 刻度尺 物体提升的高度 绳子自由端移动的距离 弹簧测力计的示数 竖直向上 匀速 降低
  9.1250J 312.5N
  10.= > 

  二、选择题
  1.D
  2.C
  3.D
  4.D
  5.B
  6.C
  7.B
  8.D
  9.C
  10.D

  三、多选择题
  1.AD
  2.BD
  3.BC
  4.AB
  5.ABD

  四、作图和实验题
  1.1 1
  2.提示:绳子一端固定在动滑轮上,绕成3段绳子承担物重的滑轮组
  3.2.2N
  4.匀速  0.6  0.75 80%
  5.增加 低

  五、计算题

  1.3000N,125m

  2.250N,83.3% 1.一个物体质量是2kg,漂浮在水面上时,浸没在水中的体积是总体积的3/5,则物体受到的浮力是多少?物体的密度又是多少?(g=10N/kg)

2.水面上的木块,它浸没在水中部分的体积为75cm3,它在水面上的部分是25cm3,求:(1)木块受到的浮力多大?(2)木块的质量是多少?(3)木块的密度多大?

1. 物体A的重力为20N,物体B的重力为30N,已知A的底面积为2×10-2m2,B的底面积为4×10-2m2,求:(1)物体A对B的压强(2)物体B对地面的压强.

2.海水里有着惊人的压强,深度每增加10m,压强就要增加1.03×105Pa,海洋最深的地方是太平洋的马利亚海沟,声纳探测的回声时间是16s.海洋考察证实,这里仍生存着深海鱼等多种生物.求:(1)海水的密度;(2)海沟的深度;(3)马利亚海沟沟底的深水鱼所承受的压强;(4)若能捕捞到这种鱼,能否进行人工养殖?(声音在海水中的速度是1500m/s,g=10N/kg)
解析:1, G=mg=2kg*10N/kg=20N 漂浮时,F=G=20NF=p水gV排,V排=F/(p水g)=20N/(1000kg/m3*10N/kg)=0.002m3 -3 V物=V排/(3/5)=0.002m3/(3/5)=3.333*10m3,p物=m/V物=600kg/m3 2, (1)F=G排=p水gV排=1000kg/m3*9.8N/kg--(没有说g=10N/kg,所以g=9.8N/kg)*(75cm3/1000/1000)--换成立方米=0.735N(2)漂浮时,G物=F=0.735Nm=G/g=0.735N/(9.8N/kg)=0.075kg -4 (3)V=75cm3+25cm3=100cm3=1*10m3 p=m/V=750kg/m3 1, (1)FA=GA=20NPA=FA/SA=20N/0.02m2=1000Pa (2)FB=GB=30N F总=FA+FB=20N+30N=50N PB=F总/SB=50N/0.04m3=1250Pa 2, (1)P=pghp海=P/(gh)=103000Pa/(10N/kg*10m)=1030kg/m3 (2)v=s/ts=vt/2=1500m/s*(16s/2)=12000m (3)P=p海gh=1030kg/m3*10N/kg*12000m=123600000Pa (4)不能,深海鱼压强=深海压强,由P=pgh知,当深海鱼被捕捞上来时,外界压强变小小于深海鱼内部压强,内脏被胀破死亡 18.体积是1立方分泌的木块,把它放在水中静止有2/5露在水面,它受到的浮力是多少?(g=10N/Kg)求木块质量?将该木块浸没在水中,松手后木块要怎么运动? 解析:F浮=pvg排
=1000kg/m3×3/5×0.001m3×10N/KG
=6N
F=G
=mg
=0.6kg 19.在探究浮力的实验中,小明分别将两块完全相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲,乙两杯水中,球形橡皮泥沉入杯底,碗形则浮在水面上,静止后比较两杯水的水面升高情况是( )
A.甲杯比乙杯高 B.乙杯比甲杯高
C.两杯一样高 D.无法确定 解析:在探究浮力的实验中,小明分别将两块完全相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲,乙两杯水中,球形橡皮泥沉入杯底,碗形则浮在水面上,静止后比较两杯水的水面升高情况是( )
A.甲杯比乙杯高 B.乙杯比甲杯高
C.两杯一样高 D.无法确定
选:B.乙杯比甲杯高。
碗形则浮在水面上,相当于加了与碗质量相等的水。
球形橡皮泥沉入杯底,相当于加了与碗体积相等的水。
橡皮泥密度>水的密度。
20.体积为500立方分米、质量为450千克的水雷抛入水中,求水雷静止时所受的浮力。解析:因为水雷不是实心的,静止受力分析,有F=G=mg=450*9.8=4410N.
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