小明家住三楼,一层楼高3m,如图所示是小明家的水龙头,请你回答下列问题:

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  • 解题思路:(1)①轮轴的实质是能够连续旋转的杠杆,支点就在轴心,轮轴在转动时轮与轴有相同的转速.当动力作用在轮上,则轮轴为省力杠杆;

    ②螺旋是斜面的变形.圆柱体表面有像螺蛳壳上的螺纹叫做阳螺旋,在物体孔眼里的螺纹叫做阴螺旋.阴阳两组螺旋配合起来,旋转其中一个就可以使两者沿螺旋移动,螺纹愈密,螺旋直径愈大愈省力.

    (2)两端开口、底部相连通的容器叫连通器.

    (3)流体压强与流速的关系:流速越大的地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大.

    (4)求出从一楼到三楼的高度h、总重力G,利用W=Gh求克服重力做功(总功);求出对水箱做的功(有用功),再利用效率公式求机械效率;人的施加的最大力是相同的,据此分析回答.

    (1)①水龙头的旋柄相当于一个轮轴,动力作用在旋柄上,是省力的;

    ②旋柄下端控制进水口的部分是一个螺旋,属于斜面的变形,也能省力.所以打开水龙头,用手堵住出水口,手指会感到很大的压力,而轻旋旋柄,就可压住进水口,将水堵住.

    (2)两个水龙头之间是连通器,生活还有茶壶、锅炉水位计都属于连通器;

    (3)小纸条靠近水龙头流下的水流时,水流带动周围空气流动,使水流与纸条间的空气流动速度较快,压强较小,所以纸条被压向水流.这一现象能说明流体流速越大的位置压强越小.这与飞机机翼获得向上升力的道理是相同的;

    (4)上楼h=3m×2=6m,总重G=mg=(60kg+10kg)×10N/kg=700N,

    克服总重力做功:

    W=Gh=700N×6m=4200J;

    有用功:

    W有用=G水箱h=m水箱gh=10kg×10N/kg×6m=600J;

    η=

    W有用

    W总×100%=[600J/4200J]×100%≈14.3%;

    若小明在地球上最多能搬起重为300N的物体,即最大力F=G=300N,在月球上施加的最大力不变,还是300N,只不过质量变大.

    故答案为:(1)轮轴;斜面;

    (2)是;茶壶;

    (3)流体压强与流速的关系;相同;

    (4)4200;14.3%;300.

    点评:

    本题考点: 功的计算;重力;连通器原理;流体压强与流速的关系;机械效率的计算.

    考点点评: 本题通过生活中的一个小情景考查了力学中的好多知识点,综合性强,但都属于基础,只要认真审题便可以得出答案.