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九年级物理solution一般
题目
如图甲是自贡市桑海井竖于在井口的天车,是自贡盐场奇观之一,是盐井凿挖和汲取盐卤的地面设施,其顶端悬挂天辊和地面固定地辊（滑轮）,可用于提取井下的卤水,桑海井是世界上第一口超千米的大井,井深约1100m1100m.其提取卤水过程可简化为如图乙所示装置,已知吸卤桶一次取卤90L90L,吸卤桶在10s10s内匀速上升5m5m.吸卤桶出水后,牛作用在绳端的拉力大小为1200N1200N,此时（已知卤水密度为1.2×103kg/m3)1.2\times 10^{3}kg/m^{3})求:
(1)(1)吸卤桶取卤一次的有用功；
(2)(2)拉力做功的功率；
(3)(3)该装置的机械效率.
知识点：连通器原理章节：未标注

答案与解析

答案

（1）卤水的体积：V卤=90L=9×10−2m3V_{卤}=90L=9\times 10^{-2}m^{3}，
卤水的重力：G卤=m卤g=ρ卤V卤g=1.2×103kg/m3×9×10−2m3×10N/kg=1080NG_{卤}=m_{卤}g=\rho _{卤}V_{卤}g=1.2\times 10^{3}kg/m^{3}\times 9\times 10^{-2}m^{3}\times 10N/kg=1080N，
吸卤桶取卤一次的有用功：W有1=G卤h1=1080N×1100m=1.188×106JW_{有1}=G_{卤}h_{1}=1080N\times 1100m=1.188\times 10^{6}J。
(2)(2)由图可知，装置中的滑轮均为定滑轮，因此拉力移动的距离s=hs=h，
吸卤桶在10s10s内匀速上升5m5m，拉力做的总功：W总=Fs=1200N×5m=6000JW_{总}=Fs=1200N\times 5m=6000J，
拉力做功的功率：P=W总t=6000J10s=600WP=\frac{W_{总}}{t}=\frac{6000J}{10s}=600W。
(3)(3)吸卤桶在10s10s内匀速上升5m5m，拉力做的有用功：W有=G卤h=1080N×5m=5400JW_{有}=G_{卤}h=1080N\times 5m=5400J，
此装置机械效率为：η=W有W总×100%=5400J6000J×100%=90%\eta =\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}\times 100\%=\frac{5400J}{6000J}\times 100\%=90\%。
答：（1）吸卤桶取卤一次的有用功为1.188×106J1.188\times 10^{6}J。
(2)(2)拉力做功的功率为600W600W。
(3)(3)该装置的机械效率为90%90\%。

解析

（1）卤水的体积：V卤=90L=9×10−2m3V_{卤}=90L=9\times 10^{-2}m^{3}，
卤水的重力：G卤=m卤g=ρ卤V卤g=1.2×103kg/m3×9×10−2m3×10N/kg=1080NG_{卤}=m_{卤}g=\rho _{卤}V_{卤}g=1.2\times 10^{3}kg/m^{3}\times 9\times 10^{-2}m^{3}\times 10N/kg=1080N，
吸卤桶取卤一次的有用功：W有1=G卤h1=1080N×1100m=1.188×106JW_{有1}=G_{卤}h_{1}=1080N\times 1100m=1.188\times 10^{6}J。
(2)(2)由图可知，装置中的滑轮均为定滑轮，因此拉力移动的距离s=hs=h，
吸卤桶在10s10s内匀速上升5m5m，拉力做的总功：W总=Fs=1200N×5m=6000JW_{总}=Fs=1200N\times 5m=6000J，
拉力做功的功率：P=W总t=6000J10s=600WP=\frac{W_{总}}{t}=\frac{6000J}{10s}=600W。
(3)(3)吸卤桶在10s10s内匀速上升5m5m，拉力做的有用功：W有=G卤h=1080N×5m=5400JW_{有}=G_{卤}h=1080N\times 5m=5400J，
此装置机械效率为：η=W有W总×100%=5400J6000J×100%=90%\eta =\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}\times 100\%=\frac{5400J}{6000J}\times 100\%=90\%。
答：（1）吸卤桶取卤一次的有用功为1.188×106J1.188\times 10^{6}J。
(2)(2)拉力做功的功率为600W600W。
(3)(3)该装置的机械效率为90%90\%。

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