2022年中考人教版物理一輪復(fù)習(xí):簡(jiǎn)單機(jī)械??碱}型匯編一、填空題1.(2019·北京)如圖所示,杠桿水平平衡。杠桿可在豎直平面內(nèi)繞固定點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動(dòng),其上相鄰刻線間的距離相等,若在杠桿上A點(diǎn)掛2個(gè)重均為0.5N的鉤碼,在B點(diǎn)掛4個(gè)重均為0.5N的鉤碼,杠桿________(填“能”或“不能”)保持水平平衡。 2.(2019·安順)如圖所示,用固定在豎直墻上的直角三角形支架ABC放置空調(diào)室外機(jī),已知AB長(zhǎng)40cm,BC長(zhǎng)50cm。室外機(jī)的質(zhì)量為30kg,室外機(jī)的重力作用線正好通過AB中點(diǎn),則A處釘受到的水平拉力F為________N(支架重力不計(jì)),為了安全,從力學(xué)的角度分析,室外機(jī)的位置應(yīng)盡量________(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)墻壁。(g取10N/kg)3.(2019·益陽(yáng))如圖所示是吊車吊起貨物的示意圖,已知AB=4m,BC=6m。吊臂是一個(gè)杠桿,當(dāng)?shù)醣鄣踔?t的貨物處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),杠桿的支點(diǎn)是________(填“A”“B”或“C”)點(diǎn),伸縮撐桿對(duì)吊臂的支持力大小為________N。(g取10N/kg)4.(2019·咸寧)如圖所示,杠桿AB放在鋼制圓柱體的正中央水平凹槽CD中,杠桿AB能以凹槽兩端的C點(diǎn)或D點(diǎn)為支點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),長(zhǎng)度AC=CD=DB,左端重物G=12N。當(dāng)作用在B點(diǎn)豎直向下的拉力F足夠大時(shí),杠桿容易繞________(填“C”或“D”)點(diǎn)翻轉(zhuǎn),為使杠桿AB保持水平位置平衡,拉力的最小值F1=________N,最大值F2=________N。(杠桿、細(xì)繩的質(zhì)量及摩擦均忽略不計(jì))5.(2019·廣安)如圖所示,一輕質(zhì)杠桿水平支在支架上,OA∶OC=2∶1,G1是棱長(zhǎng)為5cm的正方體,G2重20N,則繩子對(duì)G1的拉力為________N,此時(shí)G1對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×104Pa,G1重________N。第59頁(yè)共59頁(yè)
6.(2019·安徽)如圖所示,一輕桿AB懸于O點(diǎn),其左端掛一重物,右端施加一個(gè)與水平方向成30°的力F,此時(shí)輕桿水平平衡。若重物質(zhì)量m=3kg,BO=3AO,g取10N/kg,則力F的大小為________N。7.(導(dǎo)學(xué)號(hào)83790059)(2019·南京)如圖所示為一拉桿旅行箱的示意圖。將其視為杠桿,O為支點(diǎn),B為重心,BC為豎直方向,A為拉桿端點(diǎn)。已知箱重為250N,OA為120cm,OC為24cm。(1)圖中在A點(diǎn)沿圖示方向施加動(dòng)力F,箱子靜止。則動(dòng)力F的力臂為________cm,大小為________N。(2)使拉桿箱在圖示位置靜止的最小動(dòng)力為________N。(3)生活中,常把箱內(nèi)較重物品靠近O點(diǎn)擺放,這樣使拉桿箱在圖示位置靜止的最小動(dòng)力將________(填“變大”“變小”或“不變”)。8.(2019·畢節(jié))某大橋設(shè)計(jì)車速為60km/h,圖甲為該大橋的實(shí)景圖,其主通航孔橋采用雙塔雙索面斜拉橋,可逐步抽象成圖乙、丙、丁所示的模型。(1)可以看出它用到了________(填“杠桿”或“斜面”第59頁(yè)共59頁(yè)
)的物理知識(shí)。為了減小鋼索承受的拉力,在需要與可能的前提下,可以適當(dāng)________(填“增加”或“減小”)橋塔的高度。(2)若某汽車質(zhì)量為5×103kg,在大橋上按設(shè)計(jì)車速水平勻速直線行駛時(shí)受到的阻力為汽車重力的6%,則汽車通過該大橋時(shí)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為________W。(g取10N/kg)9.(2019·成都)如圖是三種類型剪刀的示意圖,請(qǐng)你為鐵匠師傅選擇一把剪鐵皮的剪刀,你會(huì)選擇________(填“A”“B”或“C”)剪刀,這樣選擇的目的是為了省________。10.(2019·宜昌)如圖所示,賽艇的船槳是一種杠桿,劃船時(shí)它是一支________力杠桿,手移動(dòng)的距離________(填“大于”或“小于”)槳在水中移動(dòng)的距離。11.(2019·福建)如圖是我國(guó)古代勞動(dòng)人民在工地上運(yùn)送巨木的情景。架在支架上的橫桿屬于________(填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿;支架下面墊有面積較大的石塊,是為了________(填“增大”或“減小”)對(duì)地面的壓強(qiáng)。12.(2019·泰安)一位泰山挑山工用一根長(zhǎng)1.8m的扁擔(dān)挑起貨物,如圖為扁擔(dān)示意圖,若在扁擔(dān)的A端掛200N的物體,B端掛300N的物體,挑起重物時(shí)使扁擔(dān)水平平衡,則挑山工肩膀需頂在距A端________m遠(yuǎn)的位置(不計(jì)扁擔(dān)的重力)。13.(2019·廣州)如圖甲所示,A點(diǎn)為硬棒的重心,O為支點(diǎn),硬棒水平靜止,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為________N,硬棒所受的重力為________N。能否用圖甲中的彈簧測(cè)力計(jì)按圖乙所示的方法測(cè)量同一硬棒所受的重力?________,依據(jù)是________________________________________。第59頁(yè)共59頁(yè)
14.(2019·綏化)如圖所示,輕質(zhì)杠桿OB可繞固定軸O自由轉(zhuǎn)動(dòng)(AB=2AO)。將棱長(zhǎng)為10cm的正方體合金塊,用輕繩掛在A點(diǎn)處,在B點(diǎn)施加豎直向上的力F1=30N時(shí),杠桿在水平位置平衡,此時(shí)合金塊對(duì)水平地面的壓強(qiáng)恰好為0,則合金塊的質(zhì)量是________kg。若撤去F1,在B點(diǎn)施加力F2時(shí),合金塊對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.2×103Pa,則力F2的大小是________N。(g取10N/kg)15.(導(dǎo)學(xué)號(hào)83790060)(2019·無錫)小紅利用杠桿制成一種多功能桿秤,使用前,杠桿左端低,右端高,應(yīng)將平衡螺母向________調(diào)節(jié),直到杠桿處于水平平衡。她取來質(zhì)量均為100g的實(shí)心純金屬塊a和b、合金塊c(由a、b的材料組成)。她將a掛在A處,且浸沒于水中,在B處掛上100g鉤碼,杠桿恰好處于水平平衡,如圖所示,測(cè)得OA=50cm,OB=40cm,則a的密度為________g/cm3。接下來,她分別將b、c掛于A處并浸沒于水中,當(dāng)將鉤碼分別移至C、D處時(shí),杠桿均水平平衡,測(cè)得OC=30cm,OD=34cm;則金屬塊c中所含金屬a和金屬b的質(zhì)量之比為________。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)16.(2019·海南)如圖,小謙想把被臺(tái)風(fēng)刮倒的樹拉正。他把繩子的一端系在乙樹上,然后繞過甲樹用力拉繩子,這樣做有________段繩子拉甲樹。如果不計(jì)繩重和摩擦,甲樹受300N拉力,則小謙對(duì)繩子的拉力至少為________N。第59頁(yè)共59頁(yè)
17.(2019·德陽(yáng))如圖所示,分別用甲、乙兩種形式的滑輪組把重為400N的物體勻速向上提起;已知每個(gè)滑輪重20N,忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦,圖甲中車對(duì)繩子的拉力為________N,圖乙中人對(duì)繩子的拉力為________N。18.(2019·營(yíng)口)如圖所示,物體A重100N,物體B重10N,此時(shí)A沿著水平桌面以0.2m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)(不計(jì)摩擦、繩重及滑輪重),那么物體B勻速下降的速度是________m/s,物體A與水平面間的摩擦力是________N,10s內(nèi)物體A受到的拉力做功________J。19.(2019·寧夏)如圖所示,用滑輪組將重為400N的物體勻速提升了1m。已知拉力F為250N,則提升重物的過程中,滑輪組的機(jī)械效率是________。請(qǐng)寫出一種提高此滑輪組機(jī)械效率的方法:__?! ?0.(2019·婁底)既可以省力,又可以改變用力方向的滑輪是________(填“定滑輪”“動(dòng)滑輪”或“滑輪組”);利用一個(gè)效率為90%的杠桿做100J的總功,其中額外功是________J。21.(2019·咸寧)用如圖所示的滑輪組將重為G的物體勻速提升了h,作用在繩上的拉力大小為F,則總功為________,額外功為________,效率為________。(用題中給出的物理量表示)22.(2019·雞西)如圖所示,小聰用滑輪組拉動(dòng)水平地面上重為500第59頁(yè)共59頁(yè)
N的物體A,使它勻速前進(jìn)2m,地面對(duì)它的摩擦力為150N,小聰施加的拉力F為100N(忽略繩重和滑輪重),則滑輪組做的有用功為________J,滑輪組的機(jī)械效率為________。23.(2019·棗莊)用一個(gè)動(dòng)滑輪在5s內(nèi)將一重為300N的物體勻速向上提升3m,動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是75%,則拉力大小為________N,若忽略繩重與摩擦,動(dòng)滑輪的重力為________N。24.(導(dǎo)學(xué)號(hào)83790061)(2019·達(dá)州)救援車工作原理如圖所示,當(dāng)車載電機(jī)對(duì)鋼繩施加的拉力F大小為2.5×103N時(shí),小車A恰能勻速緩慢地沿斜面上升。已知小車A的質(zhì)量為1t,斜面高為2m,斜面長(zhǎng)為5m(不計(jì)車長(zhǎng)、鋼繩重、動(dòng)滑輪重、鋼繩與滑輪間的摩擦和滑輪與軸間的摩擦,g取10N/kg)。在小車A由水平路面被拖上教援車的過程中,鋼繩所做的有用功為________J,整個(gè)裝置的機(jī)械效率為________,小車A與斜面間的摩擦力大小為________N。二、選擇題25.(2019·瀘州)如圖所示,在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中,輕質(zhì)杠桿上每個(gè)小格長(zhǎng)度均為2cm,在B點(diǎn)豎直懸掛4個(gè)重均為0.5N的鉤碼,在A點(diǎn)用與水平方向成30°角的動(dòng)力F拉杠桿,使杠桿在水平位置平衡。對(duì)該杠桿此狀態(tài)的判斷,下列說法中正確的是( )KKKKA.杠桿的動(dòng)力臂為8cmB.該杠桿為費(fèi)力杠桿C.該杠桿的阻力大小為0.5ND.動(dòng)力F的大小為1.5N 26.(2019·南充)如圖,用一個(gè)始終水平向右的力F,把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至水平的過程中,力F的大小將( )第59頁(yè)共59頁(yè)
A.變大B.不變C.變小D.不能確定27.(2019·溫州)晾曬三條相同的濕毛巾,下列做法最有可能讓衣架保持水平的是( )28.(2019·臺(tái)灣)如圖所示,甲、乙、丙、丁四個(gè)天平,其上各自擺放不同的重物,重物擺放前后天平皆保持水平平衡。若不改變四個(gè)天平的秤盤吊掛的位置,僅將天平上的重物各自左右互換,則互換后哪一個(gè)天平會(huì)向右端傾斜( )A.甲B.乙C.丙D.丁29.(2019·湘西)一根圓木放在水平地面上,粗略估計(jì)它的質(zhì)量時(shí),我們視其粗細(xì)相同,質(zhì)量分布均勻,現(xiàn)抬起一端使它稍離地面需要500N的力,則圓木的質(zhì)量大約為(g取10N/kg)( )A.50kgB.100kgC.250kgD.500kg30.(導(dǎo)學(xué)號(hào)83790062)(2019·寧夏)如圖所示是自卸車的示意圖,車廂部分可視為杠桿,則下列分析正確的是( )A.B點(diǎn)是支點(diǎn),液壓桿施加的力是動(dòng)力,貨物重力是阻力第59頁(yè)共59頁(yè)
B.B點(diǎn)是支點(diǎn),物體A放在車廂前部可省力C.C點(diǎn)是支點(diǎn),物體A放在車廂后部可省力D.C點(diǎn)是支點(diǎn),物體A放在車廂前部可省力31.(2019·衡陽(yáng))如圖所示的工具中,屬于費(fèi)力杠桿的是( )32.(2019·黃岡)在工廠車間,工人先將金屬桿一端的空心吸盤(如圖)按壓在半成品玻璃上固定,再在A處用力,使玻璃刀在玻璃上繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周,圓形玻璃制品就成型了。下列分析正確的是( )A.吸盤被按壓后即可固定,是由于吸盤受到大氣壓作用B.玻璃刀口做得鋒利是為了增大對(duì)玻璃的壓力C.玻璃刀繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),沒有受到玻璃施加的摩擦力D.玻璃刀繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),金屬桿始終是一個(gè)等臂杠桿33.(2019·臺(tái)州)消防安全,人人有責(zé)。下列有關(guān)滅火器使用方法的分析不正確的是( )A.提滅火器時(shí),手靠近瓶口,容易提起B(yǎng).拔保險(xiǎn)銷時(shí),放開手柄,有利于拔出第59頁(yè)共59頁(yè)
C.用力壓手柄時(shí),手靠近瓶口,容易壓下D.對(duì)準(zhǔn)火源根部掃射,滅火物質(zhì)覆蓋可燃物,快速滅火34.(2019·達(dá)州)如圖所示,輕質(zhì)杠桿AB可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)物體C浸沒在水中時(shí)杠桿恰好水平靜止,A、B兩端的繩子均不可伸長(zhǎng)且處于張緊狀態(tài)。已知C是體積為1dm3、重為80N的實(shí)心物體,D是邊長(zhǎng)為20cm、質(zhì)量為20kg的正方體,OA∶OB=2∶1。圓柱形容器的底面積為400cm2(g取10N/kg)。則下列結(jié)果不正確的是( )A.物體C的密度為8×103kg/m3B.杠桿A端受到細(xì)線的拉力為70NC.物體D對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.5×103PaD.物體C浸沒在水中前后,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)增大了2×103Pa35.(2019·鹽城)如圖所示,工人用動(dòng)滑輪勻速提升重物,這樣做( )A.省力,不改變施力的方向B.不省力,改變施力的方向C.既省力,也改變施力的方向D.既不省力,也不改變施力的方向 36.(2019·郴州)利用如圖所示的滑輪組勻速提升200N的重物,動(dòng)滑輪重為10N(不計(jì)繩重與摩擦),則拉力F的大小為( )A.70NB.100NC.105ND.110N37.(2019·自貢)如圖所示,物體A、B的重分別為20N、10N,滑輪和繩子的重忽略不計(jì),此時(shí)物體A在水平面上向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),若用力F向左拉物體A,使物體A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),則( )A.F=20NB.F=10NC.F=5ND.F=30N第59頁(yè)共59頁(yè)
38.(2019·河北)(多選題)如圖所示,重為G的物體在拉力F的作用下,以v的速度勻速運(yùn)動(dòng)了s,已知物體在水平桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力為物重的n分之一,不計(jì)繩重、輪與軸間的摩擦,下列說法正確的是( )A.使用該滑輪組一定省力B.拉力的功率為2FvC.額外功為(2nF-G)sD.滑輪組的機(jī)械效率為39.(2019·益陽(yáng))在野外用滑輪組拉越野車脫困時(shí)的情景如圖所示,有關(guān)力的分析正確的是( )A.車對(duì)地面的壓力與車的重力是一對(duì)平衡力B.車?yán)喗M的力與滑輪組對(duì)車的拉力是一對(duì)平衡力C.脫困必需2400N的拉力時(shí),繩索自由端的力F至少為1200ND.脫困必需2400N的拉力時(shí),繩索自由端的力F至少為800N40.(導(dǎo)學(xué)號(hào)83790063)(2019·綿陽(yáng))用水平力F1拉動(dòng)如圖所示裝置,使木板A在粗糙水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng),物塊B在木板A上表面相對(duì)地面靜止,連接B與豎直墻壁之間的水平繩的拉力大小為F2.不計(jì)滑輪重和繩重,滑輪軸光滑。則F1與F2的大小關(guān)系是( )A.F1=F2B.F22F241.(2019·紹興)如圖是上肢力量健身器示意圖,杠桿AB可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),AB=3BO,配重的重力為120N,重力為500N的健身者通過細(xì)繩在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為F1時(shí),杠桿在水平位置平衡,配重對(duì)地面的壓力為85N,在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為F2時(shí),杠桿仍在水平位置平衡,配重對(duì)地面的壓力為60N。已知F1∶F2=2∶第59頁(yè)共59頁(yè)
3,杠桿AB和細(xì)繩的質(zhì)量及所有摩擦均忽略不計(jì)。下列說法正確的是( )A.配重對(duì)地面的壓力為50N時(shí),健身者在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為160NB.配重對(duì)地面的壓力為90N時(shí),健身者在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為120NC.健身者在B點(diǎn)施加400N豎直向下的拉力時(shí),配重對(duì)地面的壓力為35ND.配重剛好被勻速拉起時(shí),健身者在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力為540N42.(2019·東營(yíng))如圖所示,下列簡(jiǎn)單機(jī)械中,忽略杠桿、滑輪的自重、繩重及摩擦,當(dāng)提起同一重物時(shí),最省力的是( ) 43.(2019·福建)工人用如圖的機(jī)械將物體勻速提升到某一高度,若物體的重力與滑輪的重力之比G物∶G滑輪=9∶1,忽略繩重與摩擦的影響,則機(jī)械效率為( )A.10%B.45%C.80%D.90% 44.(2019·北京)(多選題)某同學(xué)用滑輪組提升物體,繩子自由端豎直移動(dòng)的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中圖線a所示,物體上升的高度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中圖線b所示。已知物體的質(zhì)量為450g,所用動(dòng)滑輪的質(zhì)量為50g,繩子自由端的拉力F為1.3N,g取10N/kg。在0~2s的過程中,下列說法中正確的是( )A.繩子自由端移動(dòng)的速度為5.0cm/s第59頁(yè)共59頁(yè)
B.拉力F的功率為0.26WC.有用功為0.45JD.滑輪組的機(jī)械效率為90%45.(2019·宜昌)如圖所示的吊車有大小兩個(gè)吊鉤,在確保安全的前提下,下列關(guān)于吊車機(jī)械效率說法正確的是( )A.吊起相同貨物,使用小吊鉤機(jī)械效率高B.吊起相同貨物,上升速度快機(jī)械效率高C.每次吊起的貨物越少,機(jī)械效率越高D.貨物升高的高度越高,機(jī)械效率越高46.(2019·長(zhǎng)春)如圖所示,用甲、乙滑輪組在相同時(shí)間內(nèi)分別將A、B物體勻速提升相同高度,已知物體受到的重力GA>GB,滑輪組的機(jī)械效率η甲<η乙(忽略繩重和摩擦)。下列判斷正確的是( )A.兩滑輪組繩端移動(dòng)的距離相等B.甲滑輪組的有用功比乙的少C.甲滑輪組的總功率比乙的小D.甲滑輪組的動(dòng)滑輪比乙的重 47.(2019·衡陽(yáng))如圖所示,用滑輪組提升重900N的物體,使它在10s內(nèi)勻速上升1m。已知所用的拉力F為400N,則在提升重物的過程中(不計(jì)繩重和摩擦),下列說法正確的是( )A.拉力做功的功率為90WB.拉力在這10s內(nèi)做的功為400JC.動(dòng)滑輪的重力為300ND.若用該滑輪組勻速提升更重的物體,則繩子拉力會(huì)變大,但機(jī)械效率不變第59頁(yè)共59頁(yè)
48.(導(dǎo)學(xué)號(hào)83790064)(2019·孝感)(多選題)如圖所示,用相同的滑輪組裝成甲、乙滑輪組,分別將同一重物在相等的時(shí)間內(nèi)提升相同的高度,不計(jì)繩重和摩擦,則( )A.甲、乙的拉力之比是3∶2B.甲、乙繩的自由端速度之比是1∶1C.甲、乙拉力的功率之比是3∶2 D.甲、乙的機(jī)械效率之比是1∶149.(2019·新疆)用一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成滑輪組甲和乙,分別勻速提升同一重物時(shí),滑輪組甲和乙的機(jī)械效率分別為80%和75%,不計(jì)繩重和摩擦,滑輪組甲和乙中的動(dòng)滑輪重力之比為( )A.4∶3B.3∶4C.5∶4D.4∶550.(2019·株洲)(多選題)在測(cè)量圖甲所示滑輪組機(jī)械效率η的實(shí)驗(yàn)中,通過改變物重G或動(dòng)滑輪重G動(dòng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),得到了如圖乙所示的效率與物重或動(dòng)滑輪重的關(guān)系,圖中縱軸表示機(jī)械效率的倒數(shù)η-1,若不計(jì)繩重與摩擦,則橫軸可能表示( )A.GB.G-1C.G動(dòng)D.G51.(導(dǎo)學(xué)號(hào)83790065)(2019·常州)如圖所示,斜面高2m,長(zhǎng)4m,小明用平行于斜面的拉力F,將重400N的物體從斜面底端拉到頂端,已知拉力F=250N。對(duì)此過程,下列結(jié)果中正確的是( )A.有用功為1000JB.總功為1600JC.額外功為200JD.機(jī)械效率為60%第59頁(yè)共59頁(yè)
52.(2019·廣州)如圖所示,把重為G的物體甲從A點(diǎn)豎直向上勻速拉至B點(diǎn),此過程繩的拉力對(duì)甲做的功為WAB;用平行于斜面的拉力把重也為G的物體乙沿斜面從C點(diǎn)勻速拉至與B等高的D點(diǎn)。在此過程中繩的拉力對(duì)乙做的功為WCD。斜面的機(jī)械效率為( )A.B.C.D.53.(2019·濟(jì)寧)兩個(gè)滑輪按如圖所示的方式組合,用5N的拉力F拉動(dòng)繩端,使物體在5s內(nèi)水平向左勻速滑動(dòng)1m,物體與地面間的摩擦力為9N。下列選項(xiàng)正確的是( )A.A是定滑輪,B是動(dòng)滑輪B.拉力F做的功為5JC.拉力F的功率為1.8WD.滑輪組的機(jī)械效率為90%54.(2019·包頭)如圖所示,拉力F為5N,物體A以0.1m/s的速度在物體B表面向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)(B表面足夠長(zhǎng));物體B靜止在地面上,受到地面水平向左4N的摩擦力,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N。下列說法正確的是( )A.物體A受到的摩擦力為10NB.拉力F的功率為1.5WC.滑輪組的機(jī)械效率為80%D.拉力F增大到15N時(shí),物體B開始向左運(yùn)動(dòng)三、作圖與實(shí)驗(yàn)題55.(2019·威海)如圖是一種活塞式抽水機(jī)的示意圖。其中手柄AOB是一個(gè)杠桿,杠桿在動(dòng)力F1的作用下繞O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),請(qǐng)?jiān)趫D中畫出杠桿在B點(diǎn)受到阻力的示意圖和F1的力臂。第59頁(yè)共59頁(yè)
56.(2019·營(yíng)口)圖甲是生活中常用的一款指甲刀,其中AOB部分可視為杠桿,其簡(jiǎn)化示意圖如圖乙所示,使用時(shí),指甲作用在A點(diǎn)的力視為阻力。請(qǐng)你在圖乙中畫出:(1)作用在A點(diǎn)的阻力F2的示意圖。(2)在B點(diǎn)施加的最小動(dòng)力F1及動(dòng)力臂l1。57.(2019·深圳)如圖所示,在C點(diǎn)用力把桌腿A抬離地面時(shí),桌腿B始終沒有移動(dòng),請(qǐng)?jiān)贑點(diǎn)畫出最小作用力的示意圖?! ?8.(2019·武威)如圖所示是羊角錘的示意圖,請(qǐng)畫出用羊角錘撬鐵釘時(shí)最小動(dòng)力F1的示意圖。59.(2019·達(dá)州)輕質(zhì)杠桿OABC能夠繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),已知OA=BC=20cm,AB=30cm,在B點(diǎn)用細(xì)線懸掛一重為100N的物體G,為了使杠桿在如圖所示的位置平衡,請(qǐng)?jiān)诟軛U上作出所施加最小動(dòng)力的圖示(不要求寫出計(jì)算過程)。60.(2019·淮安)在圖中,畫出使用滑輪組提升物體時(shí)最省力的繩子繞法?! ?1.第59頁(yè)共59頁(yè)
(2019·銅仁)一個(gè)工人站在地面上,使用如圖所示的滑輪組將重物從地面提升到樓頂,要求繩子的自由端要向下拉,請(qǐng)你用筆畫線代替繩子,畫出滑輪組最省力的繞繩方法。62.(2019·蘇州)利用杠桿開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究:(1)安裝好杠桿,將其放到水平位置后松手,發(fā)現(xiàn)杠桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),如圖甲所示。則應(yīng)將平衡螺母向________(填“左”或“右”)調(diào)節(jié),直到杠桿在水平位置平衡。(2)如圖乙所示,在A點(diǎn)掛3個(gè)重力均為0.5N的鉤碼,在B點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉杠桿,使其在水平位置平衡,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為________N;若在第(1)小題所描述的情形中未調(diào)節(jié)平衡螺母而直接開展上述實(shí)驗(yàn),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。(3)始終豎直向下拉彈簧測(cè)力計(jì),使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度,如圖丙所示。此過程中,彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂會(huì)________,拉力的大小________。(填“變大”“變小”或“不變”)63.(2019·宿遷)以下為“探究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn):(1)如圖甲,把杠桿放在支架上并置于水平桌面,靜止時(shí)發(fā)現(xiàn)杠桿左低右高,為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將右端的平衡螺母向________調(diào)節(jié)。(2)如圖乙,在已經(jīng)調(diào)節(jié)好的杠桿左端A處掛4個(gè)鉤碼,要使杠桿仍在水平位置平衡,應(yīng)在杠桿右邊離支點(diǎn)4格的B處掛________個(gè)相同的鉤碼。(3)如圖丙,在杠桿左邊離支點(diǎn)4格的C處,用彈簧測(cè)力計(jì)與水平方向成30°角斜向上拉,也可使杠桿在水平位置平衡,則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為________N(每個(gè)鉤碼重0.5N)。第59頁(yè)共59頁(yè)
64.(2019·鎮(zhèn)江)小飛用圖甲裝置來探究杠桿的平衡條件,設(shè)彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼對(duì)杠桿的拉力分別為動(dòng)力F1和阻力F2,l1和l2分別表示動(dòng)力臂和阻力臂。他的實(shí)驗(yàn)思路是:改變F2、l1和l2,測(cè)得杠桿平衡時(shí)所需的拉力F1,來尋找F1、F2、l1和l2四個(gè)物理量之間的關(guān)系。已知實(shí)驗(yàn)前已調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,彈簧測(cè)力計(jì)的量程為0~5N,杠桿上每一格長(zhǎng)10cm。實(shí)驗(yàn)次序阻力F2/N阻力臂l2/cm動(dòng)力臂l1/cm動(dòng)力F1/N1433302418302.4347.5301.0(1)為便于測(cè)量力臂,彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)沿________方向拉杠桿,并使之在________位置平衡。(2)小飛首先保持F2和l1不變而改變l2,所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示,第1次實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的放大圖如圖乙所示,則F1=________N,此時(shí)杠桿的類型與________(填“筷子”或“老虎鉗”)相同。(3)為獲得更多組數(shù)據(jù),小飛繼續(xù)進(jìn)行(2)中實(shí)驗(yàn),則為能順利完成實(shí)驗(yàn),在改變阻力臂l2時(shí),l2應(yīng)不超過________cm;完成上述實(shí)驗(yàn)后,小飛接下來還應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有:①保持________不變而改變F2;②保持F2和l2不變而改變l1。65.(2019·阜新)在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:(1)如圖甲,把質(zhì)量分布均勻的杠桿中點(diǎn)O作為支點(diǎn),其目的是消除________對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。為了方便直接測(cè)出力臂,實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,當(dāng)在A處掛上鉤碼后杠桿轉(zhuǎn)動(dòng),說明力能改變物體的________。(2)第59頁(yè)共59頁(yè)
圖乙中杠桿恰好處于水平位置平衡,若在A處下方再掛一個(gè)相同的鉤碼,為使杠桿保持水平平衡,需將掛在B處的鉤碼向右移動(dòng)________格。當(dāng)杠桿平衡、鉤碼靜止時(shí),掛在A處的鉤碼所受重力和鉤碼所受拉力是一對(duì)________力。(3)如圖丙,小明取下B處鉤碼,改用彈簧測(cè)力計(jì)鉤在C處,使杠桿再次在水平位置平衡,彈簧測(cè)計(jì)示數(shù)________(填“大于”“小于”或“等于”)1N,如果豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),它是________(填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿。(每個(gè)鉤碼重0.5N)(4)小明經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn),分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后得出了杠桿平衡條件:________。66.(2019·威海)小明利用杠桿做了以下實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均相等,杠桿上相鄰刻度線間的距離相等,請(qǐng)回答下列問題:(1)如圖甲所示,將杠桿中點(diǎn)置于支架上,當(dāng)杠桿靜止時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿的左端下沉,若想使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿的平衡螺母向________調(diào)節(jié)。杠桿在水平位置平衡后,在A點(diǎn)懸掛2個(gè)鉤碼,要使杠桿在水平位置再次平衡,需在B點(diǎn)懸掛________個(gè)鉤碼;之后在A、B兩點(diǎn)再各增加1個(gè)鉤碼,杠桿將________(填“不動(dòng)”“順時(shí)針旋轉(zhuǎn)”或“逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)”)。(2)如圖乙所示,小明在A、C兩點(diǎn)分別懸掛等重的載物盤,制作了一個(gè)天平,左盤盛放物體,右盤加減砝碼,此天平是利用了哪一類杠桿制作而成的?________。(3)小明正確使用自制天平稱量物體質(zhì)量時(shí):①假如支點(diǎn)O因某種原因向右偏移,則測(cè)量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值;②假如砝碼因生銹等原因質(zhì)量增大,則測(cè)量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值。67.(2019·包頭)如圖是“利用杠桿測(cè)量石塊密度”的實(shí)驗(yàn)。(ρ水=1.0×103kg/m3)第59頁(yè)共59頁(yè)
(1)在實(shí)驗(yàn)前,杠桿靜止在圖甲所示的位置,此時(shí)杠桿處于________(填“平衡”或“不平衡”)狀態(tài);要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向________調(diào)節(jié),這樣做的目的是________________,并消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。(2)在溢水杯中裝滿水,如圖乙所示,將石塊緩慢浸沒在水中,讓溢出的水流入小桶A中,此時(shí)小桶A中水的體積________石塊的體積。(3)將石塊從溢水杯中取出,擦干后放入另一相同小桶B中,將裝有水和石塊的A、B兩個(gè)小桶分別掛在調(diào)好的杠桿兩端,移動(dòng)小桶在杠桿上的位置,直到杠桿在水平位置恢復(fù)平衡,如圖丙所示。此時(shí)小桶A、B的懸掛點(diǎn)距支點(diǎn)O分別為13cm和5cm,若不考慮小桶重力,則石塊密度的測(cè)量值為________kg/m3;若考慮小桶重力,石塊的實(shí)際密度將比上述測(cè)量值________。68.(2019·綏化)如圖是智慧小組“測(cè)滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝罝。測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。實(shí)驗(yàn)次序物重G/N物體上升高度h/m拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η110.10.60.355.6%220.11.00.366.7%340.11.80.3(1)實(shí)驗(yàn)過程中,應(yīng)豎直向上________拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。(2)第三次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率是________。(保留一位小數(shù))(3)分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,同一滑輪組,物重________,滑輪組的機(jī)械效率越高。(4)若在第三次實(shí)驗(yàn)中,物體上升的速度為0.1m/s,則拉力F的功率為________W。(5)創(chuàng)新小組也利用重為1N、2N、4N的物體進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),每次測(cè)得的機(jī)械效率均大于智慧小組的測(cè)量值,則創(chuàng)新小組測(cè)量值偏大的原因可能是________(填字母)。A.測(cè)拉力時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)未調(diào)零,指針指在零刻度線下方第59頁(yè)共59頁(yè)
B.彈簧測(cè)力計(jì)每次拉動(dòng)物體時(shí)均加速上升C.所使用的動(dòng)滑輪的重力小于智慧小組69.(2019·安順)小軍同學(xué)為了探究“使用動(dòng)滑輪的省力情況及滑輪組的機(jī)械效率”,使用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)前,小軍用輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得動(dòng)滑輪的重力為1.0N,每個(gè)鉤碼的重力為0.5N,實(shí)驗(yàn)過程中,小軍多次改變動(dòng)滑輪所掛鉤碼的數(shù)量,分別記下了每次所掛鉤碼的重力及對(duì)應(yīng)的輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)(見下表)。序 號(hào)12345678動(dòng)滑輪重G0/N1.01.01.31.01.01.01.01.0所掛鉤碼的重力G/N0.51.01.52.02.53.03.54.0彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N0.81.21.31.61.82.22.32.7(1)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到:在動(dòng)滑輪的重力大于或等于物體的重力的條件下,使用該滑輪組________(填“省力”或“不省力”)。(2)在忽略摩擦、繩重及實(shí)驗(yàn)誤差的條件下,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與被提升鉤碼重力G以及動(dòng)滑輪重力G0的關(guān)系為________。(3)小軍同學(xué)又研究了滑輪組水平拉動(dòng)物體的情況,用另一組滑輪組將重為50N的物塊從位置A勻速直線拉到位置B,請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出最省力的繞線方法;物塊移動(dòng)的距離為________cm;若此時(shí)繩自由端所用拉力為10N,物塊受到的摩擦力為18N,該滑輪組的機(jī)械效率為________。第59頁(yè)共59頁(yè)
70.(2019·黃石)探究小組為探究影響滑輪組的機(jī)械效率的因素,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,數(shù)據(jù)如表所示。次序鉤碼重力/N提升高度/cm有用功/J拉力/N總功/J機(jī)械效率11.0400.41.10.8845%21.5400.61.41.1254%32.030______1.7____________42.5401.02.01.6063%(1)請(qǐng)把表格中三個(gè)未完成的空補(bǔ)充完整。(2)甲同學(xué)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可以得出:鉤碼重力逐漸增大,滑輪組機(jī)械效率________(填“增大”“減小”或“不變”)。請(qǐng)你解釋出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因:______________________________________。(3)乙同學(xué)進(jìn)一步研究,測(cè)出動(dòng)滑輪的質(zhì)量為100g,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)得出:總功總是大于有用功與克服動(dòng)滑輪重力的功之和,即:W總>W(wǎng)有+W輪,他猜測(cè)還有________因素影響機(jī)械效率。(答一種因素即可)(4)丙同學(xué)計(jì)算出每一組總功與有用功和克服動(dòng)滑輪重力的功的差值ΔW=W總-W有-W輪,通過比較第1、2和________組的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)重物的重力越大,差值ΔW________(填“越大”“越小”或“不變”),請(qǐng)你利用所學(xué)知識(shí)對(duì)此作出解釋:__________________________________。71.(2019·淄博)在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,提高機(jī)械效率有著重要的意義。提高機(jī)械效率,要從研究影響機(jī)械效率的因素出發(fā),尋求辦法。(1)為了探究影響機(jī)械效率的因素,小明選取了大小相同的滑輪,利用圖甲和圖乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并把數(shù)據(jù)整理記錄在下表中。第59頁(yè)共59頁(yè)
實(shí)驗(yàn)次序滑輪材質(zhì)鉤碼重G/N提升的高度h/m有用功W有用/J拉力F/N繩端移動(dòng)的距離s/m總功W總/J機(jī)械效率η1鋁10.10.10.60.30.1856%2鋁20.10.21.00.30.367%3鋁20.20.41.00.60.667%4塑 料20.20.40.80.60.4883%5塑 料20.20.42.10.20.4295%①比較1和2兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在所用滑輪組一定時(shí),提升的鉤碼________,機(jī)械效率越高。②比較3和4兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):滑輪組的機(jī)械效率還與________________有關(guān)?!、郾容^________兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在所用滑輪組一定時(shí),機(jī)械效率與提升鉤碼的高度無關(guān)。④第5次實(shí)驗(yàn)是利用了圖________裝置完成的,判斷依據(jù)是________________。⑤利用圖甲的裝置,把重4N的物體用2.5N的拉力迅速拉起,滑輪組的機(jī)械效率為________??梢娙绻麤]有刻度尺,只有測(cè)力計(jì),也可以測(cè)量出滑輪組的機(jī)械效率。(2)小明利用圖丙裝置實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度和摩擦有關(guān),與物重?zé)o關(guān)。保持斜面傾斜程度不變,可以采用________________的方法減小摩擦,從而提高斜面的機(jī)械效率。(3)實(shí)驗(yàn)表明:額外功越小,總功越接近有用功;進(jìn)一步推理得出:假設(shè)沒有額外功,總功等于有用功;可見使用任何機(jī)械都________。下列物理規(guī)律的得出運(yùn)用了這種研究方法的是________(填字母)。A.焦耳定律B.牛頓第一定律第59頁(yè)共59頁(yè)
C.阿基米德原理D.歐姆定律72.(2019·眉山)為了探究斜面的機(jī)械效率與斜面傾斜程度之間的關(guān)系,探究小組的同學(xué)利用木板、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)、木塊等器材設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表:實(shí)驗(yàn)次序斜面傾斜程度木塊重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長(zhǎng)度s/m機(jī)械效率1較 緩30.21.6137.5%2較 陡30.31.813最 陡30.42.0160%請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)解答下列問題:(1)實(shí)驗(yàn)中要求用沿斜面向上的力拉著木塊在斜面上做________運(yùn)動(dòng),該過程中木塊的機(jī)械能________(填“變大”“變小”或“不變”)。(2)第2次實(shí)驗(yàn)中,斜面的機(jī)械效率為________,斜面對(duì)木塊的摩擦力為________N。(3)斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度之間的關(guān)系是________________________。(4)試列舉出生活中利用斜面的一個(gè)實(shí)例:________。73.(2019·太倉(cāng)一模)某小組同學(xué)在用杠桿測(cè)定機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中。實(shí)驗(yàn)一:小敏用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定杠桿的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)時(shí),豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升。(1)實(shí)驗(yàn)中,測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為________N,鉤碼總重G為1.0N,鉤碼上升高度h為0.1m時(shí),C點(diǎn)上升了30cm,則杠桿的機(jī)械效率約為________%。(2)實(shí)驗(yàn)中若提升的鉤碼重一定,則影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是____________。(3)若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由A移至B,仍將鉤碼提升相同的高度,則杠桿的機(jī)械效率將________(填“變大”“變小”或“不變”)。第59頁(yè)共59頁(yè)
實(shí)驗(yàn)二:小王用如圖乙所示的另一實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率。O為杠桿的轉(zhuǎn)軸,不計(jì)摩擦。實(shí)驗(yàn)時(shí),給B端施加豎直向下的力,使掛在杠桿A端的物體緩緩上升。(圖中杠桿為質(zhì)量分布均勻的直棒)下表是提升物體時(shí)采集到的數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)序號(hào)物重G/N拉力/NA端上升的高度h/mB端下降的豎直距離s/m杠桿的機(jī)械效率①250.040.02②490.040.0289%③250.060.0380%④6130.040.0292%(1)第①組實(shí)驗(yàn)中,杠桿的機(jī)械效率為________。(2)由________三組實(shí)驗(yàn),可以初步得出結(jié)論:相同的杠桿,提升的物體越重,效率越高。(3)該實(shí)驗(yàn)中杠桿的效率總小于100%的原因是杠桿有自重,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知道杠桿的自重為________N。四、解答題74.(2019·呼和浩特)解放前,我國(guó)經(jīng)濟(jì)很落后,一些地區(qū)過著極其原始的生活。如圖所示就是為了解決飲水問題,需要到很遠(yuǎn)地方挑水的示意圖。為了防止道路不好水濺出桶外,在水面上覆蓋木板(如圖),若一個(gè)木板質(zhì)量為500g,密度為0.8×103kg/m3,每個(gè)桶內(nèi)水深30cm,求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)第59頁(yè)共59頁(yè)
(1)桶底受到的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)。(2)一個(gè)木板受到的浮力及靜止時(shí)露出水面的體積。(3)扁擔(dān)與繩質(zhì)量忽略不計(jì),扁擔(dān)長(zhǎng)度1.5m,每桶水總重180N,扁擔(dān)與肩膀接觸點(diǎn)距離扁擔(dān)右端55cm,支撐手距離扁擔(dān)左端也是55cm,則支撐手受到的扁擔(dān)產(chǎn)生的壓力。(2019·山西)汽車超載是當(dāng)前發(fā)生交通事故的重要原因之一。全國(guó)各地設(shè)置了許多超載監(jiān)測(cè)站加強(qiáng)監(jiān)管。如圖所示,一輛兩軸貨車正在水平地面上設(shè)置的某種電子地磅秤上稱重。先讓貨車前輪單獨(dú)開上電子地磅秤,其讀數(shù)為8t;前輪駛離電子地磅秤,再讓后輪單獨(dú)開上電子地磅秤,其讀數(shù)為9t。國(guó)家規(guī)定兩軸貨車限載車貨總重18t,請(qǐng)你通過計(jì)算分析該貨車是否超載。76.(2019·杭州)如圖甲,有一輕質(zhì)桿,左右各掛由同種金屬制成、質(zhì)量分別為m1和m2(m1>m2)的實(shí)心物塊后恰好水平平衡。第59頁(yè)共59頁(yè)
(1)求左右懸掛點(diǎn)到支點(diǎn)O的距離L1與L2之比。(2)將兩物塊分別浸沒于水中(如圖乙),桿將會(huì)________(填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”),試通過推導(dǎo)說明。(2019·咸寧)小敏同學(xué)參加研學(xué)旅行時(shí),在湖邊撿到一塊漂亮的小石塊,她用家中常見物品與刻度尺巧妙地測(cè)出了小石塊的密度,她的測(cè)量方案如下:①用細(xì)繩將一直桿懸掛,調(diào)節(jié)至水平位置平衡,記下細(xì)繩在直桿上的結(jié)點(diǎn)位置O;②將一重物懸于結(jié)點(diǎn)O左側(cè)的A點(diǎn),小石塊懸于結(jié)點(diǎn)O的右側(cè),調(diào)整小石塊的位置,如圖所示,當(dāng)小石塊懸于B點(diǎn)時(shí),直桿在水平位置平衡;③用刻度尺測(cè)量OA的長(zhǎng)度為l1,OB的長(zhǎng)度為l2;④保持重物的懸點(diǎn)位置A不變,將結(jié)點(diǎn)O右側(cè)的小石塊浸沒在盛水的杯中(且未與杯底、杯壁接觸),調(diào)整小石塊的懸點(diǎn)位置,當(dāng)小石塊懸于C點(diǎn)時(shí),直桿在水平位置平衡;⑤用刻度尺測(cè)量OC的長(zhǎng)度為l3。請(qǐng)根據(jù)她的測(cè)量方案回答以下問題:(1)實(shí)驗(yàn)中三次調(diào)節(jié)了直桿在水平位置平衡。其中,第一次調(diào)節(jié)水平平衡是________,第二次調(diào)節(jié)水平平衡是________。(填“a”或“b”)a.消除直桿自重的影響b.便于測(cè)量力臂(2)實(shí)驗(yàn)中長(zhǎng)度________(填“l(fā)1”“l(fā)2”或“l(fā)3”)的測(cè)量是多余的。(3)C點(diǎn)應(yīng)該在B點(diǎn)的________(填“左”或“右”)側(cè)。第59頁(yè)共59頁(yè)
(4)小石塊密度的表達(dá)式為ρ=________(選用字母ρ木、l1、l2、l3表示)。78.(2019·河北)如圖所示,一輕質(zhì)杠桿AB,長(zhǎng)1m,支點(diǎn)在它的中點(diǎn)O。將重分別為10N和2N的正方體M、N用細(xì)繩系于桿桿的B點(diǎn)和C點(diǎn),已知OC∶OB=1∶2,M的棱長(zhǎng)l=0.1m。(1)在圖中畫出N受力的示意圖。(2)求此時(shí)M對(duì)地面的壓強(qiáng)。(3)若沿豎直方向?qū)左右兩邊各切去厚度為h的部分,然后將C點(diǎn)處系著N的細(xì)繩向右移動(dòng)h時(shí),M對(duì)地面的壓強(qiáng)減小了60Pa,則h為多少?79.(2019·武漢)上海洋山港是全球最大的智能集裝箱碼頭,圖甲是將我國(guó)自行研制的大型橋吊從運(yùn)輸船上轉(zhuǎn)運(yùn)到正在建設(shè)中的洋山港碼頭時(shí)的情景。橋吊是碼頭上進(jìn)行貨物裝卸的起重機(jī),其簡(jiǎn)化示意圖如圖甲中所示,它由控制室、水平橫梁AB以及兩個(gè)豎直的支架CD和EF組成。運(yùn)輸船中不同位置有數(shù)個(gè)密封的水艙,向這些水艙加水或減水,能保證牽引車將橋吊從運(yùn)輸船轉(zhuǎn)運(yùn)到碼頭的過程中,運(yùn)輸船的甲板始終保持水平且與碼頭的地面相平。(1)牽引車將橋吊緩緩向右拖向碼頭時(shí),支架CD和EF下的輪子會(huì)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出支架CD下的輪子對(duì)運(yùn)輸船甲板摩擦力的示意圖。(2)若牽引車拖行橋吊的功率是50kW,9s內(nèi)將橋吊沿水平方向勻速拖行了3m,則這段時(shí)間內(nèi)牽引車對(duì)鋼纜的拉力是多少牛?第59頁(yè)共59頁(yè)
(3)已知橋吊的總質(zhì)量是2200t,支架CD和EF的高度均是50m,C點(diǎn)到橫梁A端的距離是60m,E點(diǎn)到橫梁B端的距離是18m,橋吊的重心O到橫梁A端和B端的距離分別是72m和28m。試求牽引車將橋吊從圖甲所示的位置拖到圖丙所示的位置時(shí),運(yùn)輸船的水艙中增加了多少立方米的水?(g取10N/kg)(2019·長(zhǎng)沙)在科技節(jié),小海用傳感器設(shè)計(jì)了如圖甲所示的力學(xué)裝置,杠桿OAB始終在水平位置保持平衡,O為杠桿的支點(diǎn),OB=3OA,豎直細(xì)桿a的上端通過力傳感器連在天花板上,下端連在杠桿的A點(diǎn),豎直細(xì)桿b的兩端分別與杠桿和物體M固定,水箱的質(zhì)量為0.8kg,不計(jì)杠桿、細(xì)桿及連接處的重力。當(dāng)圖甲所示的水箱中裝滿水時(shí),水的質(zhì)量為3kg。力傳感器可以顯示出細(xì)桿a的上端受到作用力的大小,圖乙是力傳感器的示數(shù)大小隨水箱中水的質(zhì)量變化的圖象。(g取10N/kg)(1)圖甲所示的水箱裝滿水時(shí),水受到的重力為________N。(2)物體M的質(zhì)量為________kg。(3)當(dāng)向水箱中加入質(zhì)量為1.1kg的水時(shí),力傳感器的示數(shù)大小為F,水箱對(duì)水平面的壓強(qiáng)為p1;繼續(xù)向水箱中加水,當(dāng)力傳感器的示數(shù)大小變?yōu)?F時(shí),水箱對(duì)水平面的壓強(qiáng)為p2,則p1∶p2=________。81.(2019·隨州)科技人員為了研究“物品勻速投放下水的方法”建立如圖模型:輕質(zhì)杠桿AB兩端用輕繩懸掛著兩個(gè)完全相同的正方體物品甲和乙,甲、乙的邊長(zhǎng)均為a,密度均為ρ(ρ大于水的密度ρ水第59頁(yè)共59頁(yè)
),杠桿放在可移動(dòng)支點(diǎn)P上,物品乙放在水平地面上。起初,物品甲下表面無限接近水面(剛好不被水打濕)。計(jì)時(shí)開始(t=0),上推活塞,使水面以速度v勻速上升直到物品甲剛好完全被水淹沒,停止計(jì)時(shí)(不計(jì)物品甲在水中相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力)。上述過程中通過移動(dòng)支點(diǎn)P維持BD繩中拉力恒為乙重力的0.6倍,且杠桿始終水平。求:(g為已知量)(1)物品乙對(duì)地面的壓強(qiáng)。(2)t=0時(shí),BP∶PA為多少?(3)物品甲完全被水淹沒時(shí),BP∶PA為多少?(4)任意時(shí)刻t時(shí),BP∶PA與t的關(guān)系式。82.(2019·貴港)如圖所示是考古工作隊(duì)在貴港羅泊灣碼頭用起重機(jī)沿豎直方向勻速向上打撈一個(gè)體積為0.5m3、質(zhì)量為1.2t的圓柱體文物的情景。B為起重機(jī)的配重,OA為起重機(jī)的起重臂,AB=25m,OB=5m,若在整個(gè)打撈過程中,文物始終保持0.3m/s的速度不變(江水的密度為ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,起重機(jī)橫梁重力和滑輪重力及摩擦均不計(jì))。求:(1)文物從開始上升直到剛露出江面的過程中受到的浮力大小。第59頁(yè)共59頁(yè)
(2)在整個(gè)打撈文物的過程中,起重機(jī)的拉力做功的最小功率。(3)為了使起重機(jī)不翻倒,起重機(jī)的配重B的質(zhì)量至少是多少?83.(2019·連云港)如圖甲所示,拉力F通過滑輪組,將正方體金屬塊從水中勻速拉出至水面上方一定高度處。圖乙是拉力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象。不計(jì)動(dòng)滑輪的重力、摩擦及水和空氣對(duì)金屬塊的阻力,g取10N/kg。求:(1)金屬塊完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力大小。(2)金屬塊的密度。(3)如果直接將金屬塊平放在水平地面上,它對(duì)地面的壓強(qiáng)大小。84.(2019·畢節(jié))如圖是某科技小組設(shè)計(jì)的在岸邊打撈水中金屬塊的裝置示意圖,每個(gè)滑輪重為100N,均勻?qū)嵭慕饘賶K的密度為8×103kg/m3,金屬塊的質(zhì)量為80第59頁(yè)共59頁(yè)
kg。繩重和摩擦、滑輪與軸及杠桿支點(diǎn)處的摩擦、水對(duì)金屬塊的阻力均忽略不計(jì),金屬塊一直勻速上升。(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(1)在金屬塊還未露出水面時(shí),求此時(shí)金屬塊所受到的浮力。(2)在金屬塊未露出水面時(shí),求人的拉力F。(3)金屬塊在水中勻速上升2m,且金屬塊未露出水面時(shí),求人的拉力所做的功。85.(2019·昆明)一人用桶從井里取水,已知桶的容積是6L,空桶的質(zhì)量是1.5kg,忽略繩子的重力。求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(1)裝滿水后水的質(zhì)量。(2)用繩子把桶放到井里,進(jìn)入一些水后,桶仍然漂浮在水中,此時(shí)它排開水的體積是3×10-3m3,桶受到的浮力。(3)將一滿桶水從桶底剛好離開水面開始勻速提高5m,繩子的拉力做的功。(4)提水的效率。86.(2019·襄陽(yáng))工人師傅用如圖所示的滑輪組將重為600N的貨物勻速提升了2m,做了1500J的功。求:第59頁(yè)共59頁(yè)
(1)滑輪組的機(jī)械效率。(2)當(dāng)他用400N的拉力勻速提升其他貨物時(shí),額外功占總功的15%,求提升貨物的重。87.(2019·齊齊哈爾)圖甲是某起重船的示意圖,A處為卷?yè)P(yáng)機(jī),吊臂前端滑輪組如圖乙所示。在一次吊裝施工中,當(dāng)起重船從運(yùn)輸船上吊起重物時(shí),起重船浸入海水中的體積增加了18m3,重物在空中勻速豎直上升了3m,所用時(shí)間為30s。已知?jiǎng)踊喛傊貫?×104N,不計(jì)鋼絲繩重及摩擦。(ρ海水=1.0×103kg/m3)(1)求該重物的重力是多少?(2)求鋼絲繩拉力F做功的功率是多少?(3)求該重物在空中勻速上升過程中滑輪組的機(jī)械效率。88.(2019·眉山)在一次車輛故障處置過程中,拖車所用裝置簡(jiǎn)化為如圖所示的滑輪組。為了盡快疏通道路,交警指揮拖車只用了30s時(shí)間,將水平路面上質(zhì)量是1.5t的故障車勻速拖離了現(xiàn)場(chǎng)。若故障車被拖離的速度是5m/s,繩子自由端的拉力F是500N,地面對(duì)故障車的摩擦力為車重力的8%。求:(g取10N/kg)(1)拉力F在30s內(nèi)所做的功。(2)整個(gè)裝置的機(jī)械效率。第59頁(yè)共59頁(yè)
89.(2019·隨州)物理實(shí)驗(yàn)興趣小組間開展競(jìng)賽活動(dòng),甲組出題乙組用實(shí)驗(yàn)的方法解答。甲組用布簾將一個(gè)滑輪組遮蔽(如圖),乙組同學(xué)通過測(cè)量:滑輪組下方所掛重物重力為G,重物被勻速提升的高度為H,乙組同學(xué)施加在滑輪組繞繩的自由端的拉力為F,該自由端移動(dòng)的距離為h;通過3組實(shí)驗(yàn)(數(shù)據(jù)見下表)乙組同學(xué)探究出“布簾背后的秘密”。實(shí)驗(yàn)次序123G/N5.08.011.0F/N2.03.04.1H/cm10.015.020.0h/cm30.145.160.2第59頁(yè)共59頁(yè)
假設(shè)你是乙組成員請(qǐng)判斷:動(dòng)滑輪實(shí)際被使用的個(gè)數(shù)是________(填“一個(gè)”或“兩個(gè)”);滑輪組中所有動(dòng)滑輪(及動(dòng)滑輪間的連接物)總重力約為________(填“1N”“2N”或“3N”);當(dāng)提升重物重力為G=4.0N時(shí),該滑輪組的機(jī)械效率最接近________(填“80%”“33%”或“25%”);乙組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不像“理想模型”那樣完美,請(qǐng)你提出一條產(chǎn)生誤差的原因:________________________。90.(2019·荊州)為了發(fā)展文化旅游事業(yè),荊州市正在興建華強(qiáng)方特文化主題園,建成后將通過最新的VR技術(shù)展示包括楚文化和三國(guó)文化在內(nèi)的五千年華夏文明。園區(qū)建設(shè)中需把重1200N的木箱A搬到高h(yuǎn)=2m,長(zhǎng)L=10m的斜面頂端。如圖所示,工人站在斜面頂端,沿斜面向上用時(shí)50s將木箱A勻速直線從斜面底端拉到斜面頂端,已知拉力F的功率80W。求:(1)拉力F的大小。(2)該斜面的機(jī)械效率。(3)木箱A在斜面上勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力。91.(2019·威海)如圖所示,某考古隊(duì)用滑輪組將重4.8×103N,體積為100dm3的文物打撈出水,定滑輪重100第59頁(yè)共59頁(yè)
N。滑輪組上共有三根繩子a、b和c,其中a懸掛定滑輪,b繞在定滑輪和動(dòng)滑輪上,c懸掛文物,整個(gè)打撈過程始終緩慢勻速提升文物,文物完全浸沒在水中時(shí),滑輪組的機(jī)械效率為95%(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg,繩重、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力均忽略不計(jì))。請(qǐng)解答下列問題:(1)文物浸沒在水中時(shí)受到的浮力是多大?(2)動(dòng)滑輪的重力是多大?(3)在整個(gè)打撈過程中,a、b、c三根繩中哪根繩承受的拉力最大?該繩至少要承受多大的拉力?92.(2019·無錫)在更換家用轎車的輪胎時(shí),剪式千斤項(xiàng)是一種常用工具,圖甲是某型號(hào)剪式千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。使用時(shí),將底部支撐臺(tái)置于水平地面,保持千斤頂豎直,將頂升置于汽車車身下,用手搖動(dòng)扳手使板手繞O點(diǎn)不斷旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)。通過絲桿水平拉動(dòng)左端鉸鏈,使支架向內(nèi)收縮,頂升升高,從而將汽車車身頂起,絲桿上刻有梯形扣,圖乙是梯形扣的實(shí)物圖。(1)該型號(hào)的剪式千斤頂是由一些簡(jiǎn)單機(jī)械組合而成的,在頂起車身的過程中,絲桿上的梯形扣屬于下列哪一種簡(jiǎn)單機(jī)械?________。A.滑輪B.滑輪組第59頁(yè)共59頁(yè)
C.杠桿D.斜面(2)現(xiàn)使用該剪式千斤頂更換輪胎,頂起汽車車身后,若頂升受到車身豎直向下的壓力大小始終為10000N,且等于頂升對(duì)車身的支持力,千斤頂自身重量忽略不計(jì)。①若底部支撐臺(tái)與地面接觸面積為0.04m2,頂起汽車車身后手不再用力,則千斤頂對(duì)地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)是多大?②頂起汽車車身后,為了方便更換輪胎,需要繼續(xù)搖動(dòng)扳手,使頂升繼續(xù)升高一段距離,若人搖動(dòng)扳手使頂升在1min內(nèi)升高12cm,用千斤頂頂起車身時(shí)的機(jī)械效率為80%,則人做功的功率是多大?93.(2019·黃岡)具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、亞洲超大重型自航絞吸船“天鯤號(hào)”(圖甲),可用于挖掘水下泥土、砂石等。其長(zhǎng)140m、寬27.8m,滿載排水量為17000t。作業(yè)時(shí),輸送系統(tǒng)將水下挖掘的泥石等,通過輸送管輸送到指定地方。已知水的密度為1.0×103kg/m3,g取10N/kg。(1)水面下4m處的船體上受到水的壓強(qiáng)是多少?(2)若“天鯤號(hào)”漂浮在水面時(shí)排開水的體積為1.2×104m3,則它受到的總重力是多少?第59頁(yè)共59頁(yè)
(3)某次作業(yè)時(shí),水下重為G的泥沙沿著輸送管勻速運(yùn)動(dòng),泥沙運(yùn)動(dòng)的高度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。設(shè)輸送系統(tǒng)的總功率為P,效率為η,泥沙在水平運(yùn)動(dòng)時(shí)受到輸送管的阻力為f。請(qǐng)推導(dǎo)在水平運(yùn)動(dòng)過程中,泥沙速度的表達(dá)式。94.(2019·攀枝花)如圖所示,在水平路面上行駛的汽車通過滑輪組拉著重G=9×104N的貨物A沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)。貨物A的速度為v=2m/s,經(jīng)過t=10s,貨物A豎直升高h(yuǎn)=10m。已知汽車對(duì)繩的拉力F的功率P=120kW,不計(jì)繩、滑輪的質(zhì)量和摩擦,求:(1)t時(shí)間內(nèi)汽車對(duì)繩的拉力所做的功。(2)汽車對(duì)繩的拉力大小。(3)斜面的機(jī)械效率。第59頁(yè)共59頁(yè)
參考答案一、不能 解析:由題意可知,杠桿上A點(diǎn)鉤碼的總重GA=2×0.5N=1N,B點(diǎn)鉤碼的總重GB=4×0.5N=2N,設(shè)杠桿相鄰刻線間的距離為L(zhǎng),則LA=3L,LB=2L,則杠桿兩側(cè)力與力臂的乘積分別為:GALA=1N×3L,GBLB=2N×2L,所以GALA≠GBLB第59頁(yè)共59頁(yè)
,則杠桿不能保持水平平衡。200 靠近 解析:由勾股定理可得,AC===30cm。由題意可知,以C為支點(diǎn),ABC是一個(gè)杠桿。AC為A處螺釘水平拉力的力臂,室外機(jī)對(duì)其壓力的力臂為AB長(zhǎng)的,由杠桿平衡條件可得:F×AC=G×AB;即:F×30cm=300N××40cm,解得:F=200N;為了安全,應(yīng)減小A處的拉力(若拉力過大,支架對(duì)螺釘拉力會(huì)使螺釘松動(dòng)而造成危險(xiǎn));在A處拉力和阻力G一定時(shí),室外機(jī)的位置越靠近墻壁,室外機(jī)對(duì)支架壓力力臂越小,根據(jù)杠桿平衡條件可知,A處的拉力將減小,以保證支架和室外機(jī)的安全。A 50000D 6 24 解析:由圖可知,D點(diǎn)更加靠近拉力一端,故當(dāng)作用在B點(diǎn)豎直向下的拉力F足夠大時(shí),杠桿容易繞D點(diǎn)翻轉(zhuǎn);當(dāng)以C點(diǎn)為支點(diǎn)時(shí)拉力最小,以D點(diǎn)為支點(diǎn)時(shí)拉力最大,則根據(jù)杠桿平衡條件可得:F1×BC=G×AC,F(xiàn)2×BD=G×AD,因?yàn)锳C=CD=DB,所以BC∶AC=2∶1,BD∶AD=1∶2,可得:F1×2=12N×1,F(xiàn)2×1=12N×2,解得:F1=6N,F(xiàn)2=24N。10 6020 解析:反向延長(zhǎng)力F的作用線,過支點(diǎn)O作力F作用線的垂線,即為F的力臂L1,因?yàn)橛叶耸┘右粋€(gè)與水平方向成30°的力F,則由幾何知識(shí)可知L1=OB,已知BO=3AO,重物質(zhì)量m=3kg,則物體重力G=mg=3kg×10N/kg=30N,由杠桿平衡條件得:G×L2=F×L1,即G×OA=F×OB,代入數(shù)據(jù)可得,30N×OA=F××3OA,解得F=20N。(1)60 100 (2)50 (3)變小 解析:(1)如圖甲,反向延長(zhǎng)力F的作用線畫出AM,然后過支點(diǎn)作力的作用線的垂線段ON,則F的力臂就是ON,在Rt△ANO中,∠NAO=30°,所以O(shè)N=AO=×120cm=60cm;B為重心,BC為豎直方向,則圖中OC為阻力臂長(zhǎng),由杠桿平衡條件可得:F×ON=G×OC,即F×60cm=250N×24cm,解得F=100N。(2)如圖乙中F′方向時(shí),動(dòng)力臂最長(zhǎng)為OA,動(dòng)力最小,由杠桿平衡條件可得:F′×第59頁(yè)共59頁(yè)
OA=G×OC,即F′×120cm=250N×24cm,解得F′=50N。(3)常把箱內(nèi)較重物品靠近O點(diǎn)擺放,這樣阻力臂減小,阻力不變,動(dòng)力臂不變,根據(jù)杠桿平衡條件可以判斷,最小動(dòng)力將變小。(1)杠桿 增加 (2)5×104 解析:(1)圖丁所示的模型,可以看成是一個(gè)在力的作用下靜止在水平位置的硬棒,結(jié)合杠桿的定義,即可知道它就是杠桿的模型。所以用到了杠桿的知識(shí)。由圖可知,若增加塔橋的高度,增加了支點(diǎn)O到鋼索的垂直距離,即增大了動(dòng)力臂,根據(jù)公式F1=可以得到,在阻力和阻力臂不變的情況下,動(dòng)力臂越大,動(dòng)力越小,即橋?qū)︿撍鞯睦驮叫 ?2)汽車受到的重力為G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力F=f=0.06G=0.06×5×104N=3×103N,汽車行駛的速度為v=60km/h=m/s汽車的功率為P===Fv=3×103N×m/s=5×104W。C 力 解析:由圖可知,C剪刀的動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿,可用來剪鐵皮,目的是為了省力。費(fèi) 小于 省力 減小 1.082.4 7.2 不能 彈簧測(cè)力計(jì)的最大測(cè)量值只有5N,而硬棒的重力為7.2N,超出彈簧測(cè)力計(jì)的量程 解析:由圖甲知,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,指針剛好指在2N~3N之間的第2條刻度線處,所以讀數(shù)為2.4N;設(shè)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)硬棒的拉力為F,硬棒所受的重力為G,兩個(gè)力的力臂分別為L(zhǎng)1和L2,由杠桿的平衡條件得GL2=FL1,即G×0.2m=2.4N×0.6m,解得G=7.2N;用圖甲中的彈簧測(cè)力計(jì)不能按圖乙方法測(cè)量出硬棒所受的重力,原因是彈簧測(cè)力計(jì)的最大測(cè)量值只有5N,而硬棒的重力為7.2N,超出彈簧測(cè)力計(jì)的量程。第59頁(yè)共59頁(yè)
9 52 解析:在B點(diǎn)施加力F1=30N時(shí),杠桿在水平位置平衡,合金塊對(duì)水平地面的壓強(qiáng)恰好為0。對(duì)合金塊進(jìn)行受力分析可知,此時(shí)合金塊受到豎直向下的重力和細(xì)繩對(duì)它豎直向上的拉力,并且這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力,根據(jù)杠桿平衡條件:F1L1=F2L2可得,G×OA=F1×OB,即G×OA=30N×3OA,解得G=90N,合金塊的質(zhì)量m===9kg;從圖中可以看出,拉力F2的力臂的對(duì)角是30°,而直角三角形30°角對(duì)應(yīng)的直角邊等于斜邊的一半,故拉力F2的力臂L2=OB,撤去F1,在B點(diǎn)施加F2時(shí),合金塊對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.2×103Pa,對(duì)合金塊進(jìn)行受力分析可知,此時(shí)合金塊受重力、繩子向上的拉力及地面對(duì)它的支持力,如圖所示,F(xiàn)N=pS=1.2×103Pa×0.1m×0.1m=12N,F(xiàn)A+FN=G,F(xiàn)A=G-FN=90N-12N=78N,根據(jù)杠桿平衡條件:F2×L2=FA×OA,即F2×OB=78N×OB,解得F2=52N。右 5 2∶3 解析:使用前,杠桿左端低,右端高,要使杠桿處于水平平衡,她應(yīng)將平衡螺母向右端調(diào)節(jié);將a掛在A處,且浸沒于水中時(shí),在B處掛上100g鉤碼,杠桿恰好處于水平平衡,由杠桿的平衡條件可得:m鉤碼g·OB=FA·OA,則FA=m鉤碼g=×0.1kg×10N/kg=0.8N,金屬塊a受到的浮力F浮a=mag-FA=0.1kg×10N/kg-0.8N=0.2N,由F浮=ρgV排可得,金屬塊a的體積Va=V排a===2×10-5m3=20cm3,則a的密度ρa(bǔ)===5g/cm3;將b掛于A處并浸沒于水中,鉤碼移至C處時(shí),杠桿水平平衡,由杠桿的平衡條件可得:m鉤碼g·OC=FA′·OA,則杠桿A點(diǎn)受到的拉力FA′=m鉤碼g=×0.1kg×10N/kg=0.6N,金屬塊b受到的浮力F浮b=mbg-FA′=0.1kg×10N/kg-0.6N=0.4N,金屬塊b的體積Vb=V排b===4×10-5m3=40cm3,則b的密度ρb===2.5g/cm3;將c掛于A處并浸沒于水中,鉤碼移至D處時(shí),杠桿水平平衡,由杠桿的平衡條件可得:m鉤碼g·OD=FA″·OA,則杠桿A點(diǎn)受到的拉力FA″=m鉤碼g=×0.1kg×10N/kg=0.68N,合金塊c受到的浮力F浮c=mcg-FA″=0.1kg×10N/kg-0.68N=0.32N,合金塊c的體積Vc=V排c===3.2×10-5m3=32cm3第59頁(yè)共59頁(yè)
,已知合金塊c由a、b的材料組成,設(shè)合金塊c中所含金屬a的質(zhì)量為m,則金屬b的質(zhì)量為100g-m,則合金塊c的體積Vc=+,即32cm3=+,解得m=40g,所以,合金塊c中所含金屬a和金屬b的質(zhì)量之比為m∶(100g-m)=40g∶(100g-40g)=2∶3.2 150 400 210 0.4 20 40 80% 減輕動(dòng)滑輪的質(zhì)量(或加潤(rùn)滑油來減小摩擦;或增加提升物體的重力) 滑輪組 10 3Fh 3Fh-Gh 300 75% 200 1002×104 80% 1×103 解析:小車質(zhì)量m=1t=1000kg,其重力G=mg=1000kg×10N/kg=1×104N,鋼繩做的有用功W有用=Gh=1×104N×2m=2×104J,不計(jì)車長(zhǎng)、拉力端移動(dòng)距離s=2L=2×5m=10m,拉力做的總功W總=Fs=2.5×103N×10m=2.5×104J,整個(gè)裝置的機(jī)械效率η=×100%=×100%=80%;不計(jì)鋼繩重、動(dòng)滑輪重、鋼繩與滑輪間的摩擦和滑輪與軸間的摩擦,克服小車A與斜面間的摩擦做的功為額外功,W額=W總-W有用=2.5×104J-2×104J=5×103J,由W額=fL可得,摩擦力f===1×103N。二、B AB 解析:設(shè)每條濕毛巾重力為G,每個(gè)小格的長(zhǎng)度為L(zhǎng),A.左側(cè)力與力臂的乘積為2G×2L=4GL,右側(cè)力與力臂的乘積為G×L=GL,左側(cè)≠右側(cè),故A錯(cuò)誤;B.左側(cè)力與力臂的乘積為2G×L=2GL,右側(cè)力與力臂的乘積為G×2L=2GL,左側(cè)=右側(cè),故B正確;C.左側(cè)力與力臂的乘積為2G×L=2GL,右側(cè)力與力臂的乘積為G×L=GL,左側(cè)≠右側(cè),故C錯(cuò)誤;D.左側(cè)力與力臂的乘積為2G×2L=4GL,右側(cè)力與力臂的乘積為G×2L=2GL,左側(cè)≠右側(cè),故D錯(cuò)誤。D BC 解析:車廂繞著點(diǎn)C轉(zhuǎn)動(dòng),所以C點(diǎn)為支點(diǎn);當(dāng)物體A放在車廂的后部時(shí),動(dòng)力臂大于阻力臂,因此省力,所以選項(xiàng)A、B、D都不正確。D 解析:A.開瓶器在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故A不合題意;B.核桃夾在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故B不合題意;C.鉗子在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故C不合題意;D.食品夾在使用過程中,動(dòng)力臂小于阻力臂,是費(fèi)力杠桿,故D符合題意。A第59頁(yè)共59頁(yè)
C 解析:提滅火器時(shí),滅火器的重力為阻力,手掌上部與柄接觸的位置為支點(diǎn),手的下部對(duì)柄向上的力為動(dòng)力,手靠近瓶口,這樣能減小阻力臂,根據(jù)杠桿平衡條件可知,可以減小手對(duì)柄的動(dòng)力,容易提起滅火器,故A正確;拔保險(xiǎn)銷時(shí),放開手柄,減小了對(duì)保險(xiǎn)銷的壓力,從而減小了摩擦力,有利于拔出,故B正確;用力壓手柄,手靠近瓶口時(shí)(即靠近支點(diǎn)),動(dòng)力臂減小,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,動(dòng)力應(yīng)增大,所以不容易壓下手柄,故C錯(cuò)誤;根據(jù)滅火原理可知,對(duì)準(zhǔn)火源根部掃射,滅火物質(zhì)覆蓋可燃物,使其與氧氣隔絕,可以快速滅火,故D正確。D 解析:A.物體C的質(zhì)量mC===8kg;物體C的密度ρC===8×103kg/m3,故A正確;B.物體C排開水的體積V排=VC=1×10-3m3,受到的浮力F?。溅阉甮V排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N;杠桿A端受到的拉力FA=GC-F?。?0N-10N=70N,故B正確;C.由杠桿平衡條件F1L1=F2L2得:FA×OA=FB×OB,則杠桿B端受到繩子的拉力FB=×FA=×70N=140N,由于力的作用是相互的,杠桿B端繩子對(duì)D的拉力F拉=FB=140N,D對(duì)地面的壓力F壓=GD-FB=mDg-F拉=20kg×10N/kg-140N=60N,D對(duì)地面的壓強(qiáng)p===1.5×103Pa,故C正確;D.物體C浸沒在水中前后,水的深度變化Δh====2.5cm=0.025m,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)增大值Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.025m=2.5×102Pa,故D錯(cuò)誤。A 解析:動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿,使用動(dòng)滑輪時(shí)能省力,但不能改變施力的方向,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。C 解析:由圖知,n=2,不計(jì)繩重和摩擦,則繩子自由端的拉力F=(G+G動(dòng))=×(200N+10N)=105N,故C正確。B 解析:由圖知,此滑輪組由2段繩子承擔(dān)物重,所以FA=GB=×10N=5N;在水平方向A受到的摩擦力和繩對(duì)A的拉力平衡,所以f=FA=5N,方向水平向左;若使物體A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),則A受摩擦力水平向右,則F=FA+f=5N+5N=10N。BC 解析:由圖可知,連接動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)n′=2,由于不計(jì)繩重、輪與軸間的摩擦,所以,繩端的拉力F=(f+G動(dòng)),由于f與G動(dòng)的大小關(guān)系未知,所以無法比較F與f的大小關(guān)系,則使用該滑輪組不一定省力,故A錯(cuò)誤;繩端移動(dòng)的速度v繩第59頁(yè)共59頁(yè)
=n′v=2v,則拉力的功率P=Fv繩=2Fv,故B正確;由題意可知,物體運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力f=G,克服摩擦力做的功為有用功,則:W有用=fs=Gs,繩端移動(dòng)的距離s繩=n′s=2s,拉力F做的總功W總=Fs繩=2Fs,則額外功W額=W總-W有用=2Fs-Gs=(2nF-G)s,故C正確;滑輪組的機(jī)械效率η=×100%=×100%=×100%,故D錯(cuò)誤。C 解析:車對(duì)地面的壓力與車的重力是作用在不同物體上的兩個(gè)力,所以不是一對(duì)平衡力,故A錯(cuò)誤;車?yán)喗M的力與滑輪組對(duì)車的拉力是作用在不同物體上的兩個(gè)力,所以不是一對(duì)平衡力,故B錯(cuò)誤;由圖可知,n=2,不計(jì)繩重和摩擦,則繩子自由端的拉力F=F′=×2400N=1200N,因?yàn)槔K重和摩擦必然存在,所以繩索自由端的力F至少為1200N,故C正確,D錯(cuò)誤。D 解析:由圖知,動(dòng)滑輪在水平方向上受到三個(gè)力的作用:水平向右的拉力F1,墻壁對(duì)它水平向左的拉力F墻,木板A對(duì)它水平向左的拉力F木板,由于木板向右勻速運(yùn)動(dòng),所以F1=F墻+F木板,由于同一根繩子各處的拉力相等,所以F木板=F1,由于力的作用是相互的,所以動(dòng)滑輪對(duì)木板A的拉力為F動(dòng)=F木板=F1?、?;物塊B在水平方向上受到兩個(gè)力的作用:繩子對(duì)它向左的拉力F2,木板A對(duì)它向右的摩擦力fA對(duì)B;由于物塊B保持靜止,所以F2=fA對(duì)B;木板A在水平方向上受到三個(gè)力的作用:動(dòng)滑輪對(duì)木板向右的拉力F動(dòng),物體B對(duì)木板向左的摩擦力fB對(duì)A,地面對(duì)木板向左的摩擦力f地面,由于木板向右勻速運(yùn)動(dòng),所以F動(dòng)=fB對(duì)A+f地面 ②;由于力的作用是相互的,所以fB對(duì)A=fA對(duì)B=F2?、郏挥散冖劭傻茫篎動(dòng)=F2+f地面,即F1=F2+f地面,也就是F1=2F2+2f地面,所以F1>2F2。C 解析:當(dāng)配重在地面上保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),它受到的繩子的拉力F=G-FN;因?yàn)閯?dòng)滑輪上有2段繩子承擔(dān)物重,因此杠桿A點(diǎn)受到的拉力FA=2F+G動(dòng)=2×(G-FN)+G動(dòng);根據(jù)杠桿的平衡條件得到:FA×OA=FB×OB,即[2×(G-FN)+G動(dòng)]×OA=FB×OB,因?yàn)锳B=3BO,所以AO=2BO;那么:[2×(G-FN)+G動(dòng)]×2=FB×1,即FB=4×(G-FN)+2G動(dòng);當(dāng)壓力為85N時(shí),F(xiàn)1=4×(120N-85N)+2G動(dòng);當(dāng)壓力為60N時(shí),F(xiàn)2=4×(120N-60N)+2G動(dòng);因?yàn)镕1∶F2=2∶3,所以=,解得G動(dòng)=30N。當(dāng)配重對(duì)地面的壓力為50N時(shí),B點(diǎn)向下的拉力為FB=4×(G-FN)+2G動(dòng)=4×(120N-50N)+2×30N=340N,故A錯(cuò)誤。當(dāng)配重對(duì)地面的壓力為90N時(shí),B點(diǎn)向下的拉力為FB第59頁(yè)共59頁(yè)
′=4×(G-FN)+2G動(dòng)=4×(120N-90N)+2×30N=180N,故B錯(cuò)誤。健身者在B點(diǎn)施加400N豎直向下的拉力時(shí),根據(jù)FB″=4×(G-FN)+2G動(dòng)得到:400N=4×(120N-0N)+2×30N,解得FN=35N,故C正確。配重剛好被拉起,即它對(duì)地面的壓力為0,根據(jù)FB=4×(G-FN)+2G動(dòng)得到:FB=4×(120N-0N)+2×30N=540N>500N;因?yàn)槿说淖畲罄Φ扔隗w重500N,因此配重不可能被勻速拉起,故D錯(cuò)誤。A 解析:A.由圖可知,動(dòng)力臂是阻力臂的4倍,所以拉力F1=G;B.由圖可知,使用動(dòng)滑輪省一半的力,所以拉力F2=G;C.設(shè)斜面的高度為h,斜面長(zhǎng)度為s,則=sin30°=,由功的原理可得,F(xiàn)3s=Gh,所以F3=G=G;D.由圖可知,滑輪組繩子的有效股數(shù)為3,所以拉力F4=G。綜上可知,當(dāng)提起同一重物時(shí),最省力的是A。D 解析:物體的重力與滑輪的重力之比G物∶G滑輪=9∶1,G物=9G滑輪,忽略繩重與摩擦的影響,則機(jī)械效率:η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=90%。BC 解析:繩子自由端豎直移動(dòng)的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中圖線a所示,繩子自由端移動(dòng)的速度v===20cm/s,故A錯(cuò)誤;拉力F的功率P=Fv=1.3N×0.2m/s=0.26W,故B正確;有用功W有用=Gh=mgh=0.45kg×10N/kg×0.1m=0.45J,故C正確;由圖線ab所示分析可得,s=nh可得n===4,滑輪組的機(jī)械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%≈86.5%,故D錯(cuò)誤。AD 解析:A.兩個(gè)物體提升相同的高度h時(shí),甲滑輪組動(dòng)滑輪上有三段繩子,所以F甲自由端移動(dòng)的距離為3h,乙滑輪組動(dòng)滑輪上有兩段繩子,所以F乙自由端移動(dòng)的距離為2h,故A錯(cuò)誤。B.根據(jù)公式W有=Gh,由于兩物體升高相同的高度,但是GA>GB,所以W有甲>W(wǎng)有乙,故B錯(cuò)誤。C.根據(jù)公式η=×100%,可知W總=,由于W有甲>W(wǎng)有乙,且η甲<η乙,所以W總甲>W(wǎng)總乙,根據(jù)功率公式P=,在時(shí)間相等的情況下,P甲大于P乙,故C錯(cuò)誤。D.由于η=×100%,所以=1+,因?yàn)棣羌祝鸡且业?9頁(yè)共59頁(yè)
,所以>,又因?yàn)閃有甲>W(wǎng)有乙,所以W額甲>W(wǎng)額乙,W額=G動(dòng)h,所以G動(dòng)甲>G動(dòng)乙,故D正確。C 解析:不計(jì)繩重和摩擦,克服物重和動(dòng)滑輪重力所做的功為總功,則拉力做的總功W總=Fs=400N×1×3m=1200J,拉力F的功率P===120W,故A、B錯(cuò)誤;由圖可知,n=3,F(xiàn)=(G+G動(dòng)),即400N=(900N+G動(dòng)),解得G動(dòng)=300N,故C正確;不計(jì)繩重和摩擦,由η=×100%=×100%=×100%=×100%可知,如果提起更重的物體,滑輪組的機(jī)械效率變大,故D錯(cuò)誤。AD 解析:不計(jì)繩重及摩擦,拉力F=(G物+G輪),由圖知,n甲=2,n乙=3,所以繩端的拉力分別為:F甲=(G物+G輪),F(xiàn)乙=(G物+G輪),則甲、乙拉力之比F甲∶F乙=(G物+G輪)∶(G物+G輪)=3∶2,故A正確;將同一重物在相等的時(shí)間內(nèi)提升相同的高度,則提升物體的速度v相同,由圖知,n甲=2,n乙=3,所以甲、乙繩的自由端速度分別為:v甲=2v,v乙=3v,所以,甲、乙繩的自由端速度之比v甲∶v乙=2v∶3v=2∶3,故B錯(cuò)誤;已知,F(xiàn)甲∶F乙=3∶2,v甲∶v乙=2∶3,由P===Fv可得,甲、乙拉力的功率之比P甲∶P乙=F甲v甲∶F乙v乙=3×2∶2×3=1∶1,故C錯(cuò)誤;不計(jì)繩重及摩擦,動(dòng)滑輪重相同,提升的物體重和高度相同,由W額=G輪h、W有用=G物h可知,利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同,則拉力做的總功相同,由η=×100%可知,兩滑輪組的機(jī)械效率相同,即甲、乙的機(jī)械效率之比η甲∶η乙=1∶1,故D正確。BBC 解析:由圖甲可知,物體由3段繩子承擔(dān),此滑輪組的機(jī)械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%,則η-1==1+=1+G-1×G動(dòng),已知圖中縱軸表示機(jī)械效率的倒數(shù)η-1,由此可知,若不計(jì)繩重與摩擦,則橫軸可能表示G-1或G動(dòng)。C 解析:本題考查了功、機(jī)械效率的計(jì)算。有用功W有=Gh=400N×2m=800J,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;總功W總=Fs=250N×4m=1000J,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;W額=W總-W有=1000第59頁(yè)共59頁(yè)
J-800J=200J,C選項(xiàng)正確;機(jī)械效率η=×100%=×100%=80%,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。A 解析:把重為G的物體甲從A點(diǎn)豎直向上勻速拉至B點(diǎn),物體上升的高度為H,則克服物體重力所做功為有用功,即W有=GH=WAB;用平行于斜面的拉力把重也為G的物體乙沿斜面從C點(diǎn)勻速拉至與B等高的D點(diǎn),拉力做功為總功,即W總=WCD,則斜面的機(jī)械效率η=×100%=×100%。D 解析:A滑輪隨物體一起運(yùn)動(dòng),為動(dòng)滑輪;B滑輪的軸固定不動(dòng),為定滑輪,故A錯(cuò)誤。由圖知,n=2,拉力端移動(dòng)距離s=2s物=2×1m=2m,拉力做功W總=Fs=5N×2m=10J,故B錯(cuò)誤。拉力做功功率P===2W,故C錯(cuò)誤。拉力做的有用功W有用=fs物=9N×1m=9J,滑輪組的機(jī)械效率η=×100%=×100%=90%,故D正確。C 解析:物體B靜止在地面上,所以受力平衡,水平方向上物體B受到向右的彈簧拉力、地面對(duì)它向左的摩擦力和物體A對(duì)它向左的摩擦力,所以兩個(gè)摩擦力之和為12N,即fAB+4N=12N,則fAB=8N;根據(jù)相互作用力的知識(shí)可知,物體A受到的摩擦力為f=fAB=8N,故A錯(cuò)誤;由圖知,水平使用滑輪組,n=2,拉力端移動(dòng)速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s,則拉力做功的功率P===Fv=5N×0.2m/s=1W,故B錯(cuò)誤;滑輪組的機(jī)械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=80%,故C正確;若拉力F增大到15N時(shí),A在運(yùn)動(dòng)過程中,A對(duì)B的壓力不變、接觸面的粗糙程度不變,則A和B之間的摩擦力不變,所以物體B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)改變,即物體B仍然靜止,不會(huì)向左運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。三、如圖所示第59頁(yè)共59頁(yè)
如圖所示解析:根據(jù)杠桿的平衡條件,要使動(dòng)力最小,則動(dòng)力臂應(yīng)最長(zhǎng),即連接OC為最長(zhǎng)的力臂,力的方向與OC垂直且向上,根據(jù)勾股定理和全等三角形定理可得,動(dòng)力臂OC=50cm,故根據(jù)杠桿平衡條件可得:F1×OC=G×OA,代入數(shù)值可得:F1×50cm=100N×20cm,解得F1=40N,選取標(biāo)度為20N,過C點(diǎn)作出最小動(dòng)力,使線段長(zhǎng)度為標(biāo)度的2倍。如圖所示如圖所示(1)左 (2)2.0 偏小 (3)變小 不變 解析:(1)第59頁(yè)共59頁(yè)
安裝好杠桿,將其放到水平位置后松手,發(fā)現(xiàn)杠桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),左端上翹,如圖甲所示,則應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié),直到杠桿在水平位置平衡。(2)由圖可知,根據(jù)杠桿平衡條件得:FA×LA=FB×LB,即3×0.5N×4L=FB×3L,解得FB=2.0N;若在第(1)小題所描述的情形中未調(diào)節(jié)平衡螺母而直接開展上述實(shí)驗(yàn),由于右側(cè)杠桿的重力與力臂的乘積大于左側(cè),故彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)偏小。(3)圖丙中使杠桿由水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度時(shí),根據(jù)杠桿平衡條件F1l1=F2l2得,G×4L=F2×3L,則F2=G;當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到圖中位置時(shí),設(shè)杠桿與水平位置的夾角為α,鉤碼拉力的力臂、彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂均變小,則根據(jù)杠桿平衡條件F1l1=F2l2得,G×4L×cosα=F2′×3L×cosα,則F2′=G;所以,在此過程中拉力F的大小不變。(1)右 (2)2 (3)2 解析:(1)把杠桿放在支架上并置于水平桌面后,發(fā)現(xiàn)杠桿左低右高,為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將右端平衡螺母向右調(diào)節(jié)。(2)設(shè)杠桿的一個(gè)小格為L(zhǎng),一個(gè)鉤碼的重為G,圖乙中,設(shè)在B處懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)為n,由杠桿平衡條件得:4G×2L=nG×4L,解得:n=2,即應(yīng)在杠桿右邊B處掛2個(gè)鉤碼。(3)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)斜向上拉(與水平方向成30°角)杠桿,此時(shí)動(dòng)力臂l1=OC=×4L=2L;根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1=F2l2可得,測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1===2N。(1)豎直 水平 (2)4.4 筷子 (3)37.5 l1和l2 解析:(1)力臂是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離。當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向與杠桿垂直時(shí),拉力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離就是其力臂,這樣便于從杠桿上直接讀出力臂,由圖可知,杠桿水平平衡時(shí)拉力方向應(yīng)為豎直方向。(2)圖中彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.1N,指針指在4N下面第4個(gè)小格上,因此彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為4N+0.1N×4=4.4N;筷子是費(fèi)力杠桿,動(dòng)力臂小于阻力臂,目的是省距離,所以此時(shí)杠桿類型與筷子相同。(3)當(dāng)F2=4N,動(dòng)力臂l1=30cm不變時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的最大拉力為5N,根據(jù)杠桿平衡條件可得在改變阻力臂l2時(shí),l2應(yīng)不超過的數(shù)值為l2===37.5cm;根據(jù)控制變量法可知,探究F1與F2的關(guān)系時(shí)必須保持l1和l2不變。(1)杠桿自重 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) (2)1 平衡 (3)大于 省力(4)F1l1=F2l2(或動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂) 解析:(1)把質(zhì)量分布均勻的杠桿中點(diǎn)置于支架上,杠桿的重心通過支點(diǎn),消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響;為了方便直接測(cè)出力臂,實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,當(dāng)在A處掛上鉤碼后杠桿轉(zhuǎn)動(dòng),說明力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(2)設(shè)一個(gè)鉤碼重為G,一格的長(zhǎng)度為L(zhǎng);根據(jù)杠桿的平衡條件可得:4G×2L=2G×第59頁(yè)共59頁(yè)
nL,解得:n=4,故應(yīng)該將B處所掛鉤碼向右移動(dòng)4-3=1格;靜止的鉤碼處于平衡狀態(tài),受到的重力和拉力是一對(duì)平衡力。(3)如圖丙,小明取下B處鉤碼,改用彈簧測(cè)力計(jì)鉤在C處,若豎直上拉,使杠桿再次在水平位置平衡,根據(jù)杠桿的平衡條件,彈簧測(cè)計(jì)示數(shù)F==2G=2×0.5N=1N,由于實(shí)際上彈簧測(cè)力計(jì)拉力F′的力臂小于4L,故F′大于1N;如果豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂大于鉤碼拉力的力臂,故它是省力杠桿。(4)杠桿的平衡條件為F1l1=F2l2或動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。(1)右 4 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) (2)等臂杠桿 (3)①大于?、谛∮凇〗馕觯?1)杠桿靜止時(shí),杠桿左端下沉,說明右端偏高,平衡螺母需向右調(diào)節(jié);設(shè)杠桿每格的長(zhǎng)度為L(zhǎng),每個(gè)鉤碼的重力為G,根據(jù)杠桿的平衡條件:FALA=FBLB,即2G×4L=FB×2L,解得FB=4G,則需掛4個(gè)鉤碼;在A、B兩點(diǎn)下方所掛的鉤碼下同時(shí)再加掛一個(gè)鉤碼,則左側(cè)為3G×4L=12GL,右側(cè)為5G×2L=10GL,因?yàn)?2GL>10GL,杠桿不能平衡,左端下降,即A端將下沉,杠桿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。(2)如圖乙所示,小明在A、C兩點(diǎn)分別懸掛等重的載物盤,制作了一個(gè)天平,左盤盛放物體,右盤加減砝碼,此天平是利用了等臂杠桿的原理。(3)小明正確使用自制天平稱量物體質(zhì)量時(shí):①假如支點(diǎn)O因某種原因向右偏移,砝碼的力臂減小,則測(cè)量值大于實(shí)際值;②假如砝碼因生銹等原因質(zhì)量增大,用比實(shí)際質(zhì)量更小的砝碼放在右盤,就可使橫梁平衡,而讀數(shù)時(shí)仍按上面標(biāo)的數(shù)值來讀數(shù),則測(cè)量值小于真實(shí)值。(1)平衡 右 便于從杠桿上測(cè)量力臂 (2)等于 (3)2.6×103 偏大 解析:(1)杠桿靜止在如圖甲所示位置,杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài),所以此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài);調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,目的是便于從杠桿上測(cè)量力臂,同時(shí)是為了讓杠桿的重心在支點(diǎn)上,可避免杠桿自重的影響;杠桿的右端上翹,平衡螺母向上翹的右端移動(dòng)。(2)在溢水杯中裝滿水,如圖乙所示,將石塊緩慢浸沒在水中,讓溢出的水流入小桶A中,此時(shí)小桶A中水的體積等于石塊的體積。(3)將裝有水和石塊的A、B兩個(gè)小桶分別掛在調(diào)好的杠桿兩端,移動(dòng)小桶在杠桿上的位置,直到杠桿在水平位置恢復(fù)平衡,如圖丙所示。此時(shí)小桶A、B的懸掛點(diǎn)距支點(diǎn)O分別為13cm和5cm,若不考慮小桶重力,根據(jù)杠桿平衡條件可知,G石l1=G水l2,即m石gl1=m水gl2,ρ石V石gl1=ρ水V水gl2,ρ石V石l1=ρ水V水l2,因?yàn)榈钩龅乃捏w積就是石塊的體積,即V石=V水,則石塊的密度ρ石=·ρ水=×1×103kg/m3=2.6×103kg/m3;若考慮小桶重力,則兩邊小桶重力相同。若兩邊同時(shí)減去小桶重,則力臂較大的裝水的一端將上翹,要使杠桿重新恢復(fù)平衡則要將水左移,即力臂l2′>l2,由ρ石=·ρ水可知,l2增大,則石塊的實(shí)際密度偏大。(1)勻速緩慢 (2)74.1% (3)越大 (4)0.54 (5)C第59頁(yè)共59頁(yè)
(1)不省力 (2)F= (3)如圖所示 3.10 60%(1)0.6 1.02 59% (2)增大 動(dòng)滑輪重力不變,隨著鉤碼重力增大,有用功在總功中所占的比例增大,機(jī)械效率變大 (3)繩重(或各種摩擦) (4)4 越大 所掛鉤碼增多,摩擦力增大,額外功增多(1)①重力越大?、趧?dòng)滑輪的重力 ③2、3?、芤摇±K子的有效段數(shù)為1?、?3.3% (2)減小接觸面粗糙程度 (3)不省功 B(1)勻速直線 變大 (2)50% 0.9 (3)斜面越陡,其機(jī)械效率越高 (4)盤山公路實(shí)驗(yàn)一:(1)0.5 66.7 (2)杠桿的重力 (3)變大 實(shí)驗(yàn)二:(1)80% (2)①②④ (3)2 解析:實(shí)驗(yàn)一:(1)由圖可知,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.1N,所以它的示數(shù)是0.5N。在實(shí)驗(yàn)過程中,有用功W有=Gh=1.0N×0.1m=0.1J,總功W總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J,所以杠桿的機(jī)械效率η=×100%=×100%≈66.7%。(2)有用功是提升鉤碼所做的功,額外功主要是克服杠桿重力做的功,影響機(jī)械效率的因素是有用功和總功所占的比例;提升的鉤碼重一定,說明提升相同高度有用功一定,所以影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是杠桿自身的重力。(3)鉤碼的懸掛點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí),由杠杠的平衡條件得:G·OA=F·OC;懸掛點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí),由杠杠的平衡條件得:G·OB=F′·OC,經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn),由OA到OB力臂變大,所以拉力也變大,如果仍使鉤碼提升相同的高度,那么杠桿提升的高度就會(huì)減小,額外功減小,因此杠桿的機(jī)械效率變大。實(shí)驗(yàn)二:(1)第①組實(shí)驗(yàn)中,杠桿的機(jī)械效率可以根據(jù)公式η=×100%=×100%=×100%=80%。(2)實(shí)驗(yàn)選用的是同一杠桿;由表中①②④三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,同一杠桿,A、B端移動(dòng)相同距離,提起的物體越重,杠桿的機(jī)械效率越高,所以同一杠桿的機(jī)械效率主要與提起物體的重力有關(guān)。(3)分析第①組實(shí)驗(yàn)中,可知AO=2OB,設(shè)OB=0.2m,杠桿的重心到支點(diǎn)的距離OC為(0.4m+0.2m)-0.2m=0.1m,根據(jù)杠桿的平衡條件得:G×AO+G桿×CO=F×OB,即2N×0.4m+G桿×0.1m=5N×0.2m,故杠桿的自重G桿=2N。四、(1)水的深度為h=30cm=0.3m;桶底受到水產(chǎn)生的壓強(qiáng)p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa第59頁(yè)共59頁(yè)
(2)木板漂浮在水面上,根據(jù)漂浮條件可知一個(gè)木板受到的浮力F?。紾=mg=0.5kg×10N/kg=5N,根據(jù)F浮=ρ液gV排可得木板排開水的體積(即浸入水中的體積)V排===5×10-4m3;根據(jù)ρ=可得木板體積V木===6.25×10-4m3;則靜止時(shí)露出水面的體積V露=V木-V排=6.25×10-4m3-5×10-4m3=1.25×10-4m3 (3)以肩膀?yàn)橹c(diǎn),則支撐手對(duì)左邊的扁擔(dān)產(chǎn)生向上的托力(如圖),則:l1=1.5m-0.55m=0.95m,l=1.5m-0.55m-0.55m=0.4m,l2=55cm=0.55m,則根據(jù)杠桿平衡條件得:G水l1=G水l2+Fl,所以,F(xiàn)=G水=×180N=180N。因支持力F與支撐手受到的扁擔(dān)產(chǎn)生的壓力是一對(duì)相互作用力,所以F壓=F=180N以汽車前輪為支點(diǎn)建立杠桿模型,示意圖如圖甲,根據(jù)杠桿平衡條件得:F后l=Gl1?、?,以汽車后輪為支點(diǎn)建立杠桿模型,示意圖如圖乙,根據(jù)杠桿平衡條件得:F前l(fā)=Gl2?、?,由①②兩式可得:G=F前+F后=(8×103kg+9×103kg)×10N/kg=17×103kg×10N/kg<18×103kg×10N/kg,所以,該貨車不超載(1)m2∶m1 (2)仍然平衡 解析:(1)輕質(zhì)桿左右各掛物塊后,根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可得:G1L1=G2L2,即:m1gL1=m2gL2,所以,=。(2)根據(jù)ρ=可知同種金屬制成的實(shí)心物塊的體積分別為:V1=,V2=;當(dāng)浸沒水中后,實(shí)心物塊受到的浮力分別為:F浮1=ρ水gV排1=ρ水gV1=ρ水g×,F(xiàn)浮2=ρ水gV排2=ρ水gV2=ρ水g×;輕質(zhì)桿左右兩邊受到的拉力分別為:F1′=G1-F浮1=m1g-ρ水g×=m1g,F(xiàn)2′=G2-F浮2=m2g-ρ水g×=m2g,則:F1′L1=m1gL1,F(xiàn)2′L2=m2gL2,由于m1gL1=m2gL2,所以,F(xiàn)1′L1=F2′L2,即杠桿仍然平衡。(1)a b (2)l1 (3)右 (4) 解析:(1)第59頁(yè)共59頁(yè)
第一次在實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)直桿在水平位置平衡的目的是使直桿的重心落在支點(diǎn)上,從而使直桿自重的力臂為0,使直桿自重對(duì)杠桿的平衡沒有影響;第二、三次,在實(shí)驗(yàn)的過程中再次使直桿在水平位置平衡,此時(shí)直桿自重的力臂與直桿的一部分相重合,從而可以便于對(duì)力臂的測(cè)量。(2)實(shí)驗(yàn)中兩次使直桿在水平位置平衡,根據(jù)杠桿平衡條件,可以得到兩個(gè)等式:G物l1=G石l2,G物l1=F′l3,所以有G石l2=F′l3,所以G物l1在實(shí)驗(yàn)中起中間橋梁的作用,l1的測(cè)量是多余的。(3)實(shí)驗(yàn)中兩次使直桿在水平位置平衡,根據(jù)杠桿平衡條件,可以得到兩個(gè)等式:G物l1=G石l2,G物l1=F′l3,所以有G石l2=F′l3,F(xiàn)′是小石塊浸沒在水中時(shí),小石塊對(duì)直桿的拉力,由于浮力的作用,可知F′l1,即C點(diǎn)在B點(diǎn)的右側(cè)。(4)實(shí)驗(yàn)中兩次使直桿在水平位置平衡,根據(jù)杠桿平衡條件,可以得到兩個(gè)等式:G物l1=G石l2,G物l1=F′l3,所以有:G石l2=F′l3,即G石l2=(G石-F浮)l3,即ρ石V石gl2=(ρ石V石g-ρ水V排g)l3,因?yàn)樾∈瘔K浸沒在水中,所以V排=V石,所以ρ石V石gl2=(ρ石V石g-ρ水V石g)l3,解得:ρ石=。(1)對(duì)N進(jìn)行受力分析,由于N在空中處于靜止?fàn)顟B(tài),則N受到的重力和細(xì)繩對(duì)它的拉力是一對(duì)平衡力,所以二力的大小相等(F=G=2N),方向相反;過N的重心分別沿力的方向各畫一條有向線段,并標(biāo)上力的符號(hào)及大小,注意兩線段要一樣長(zhǎng),如圖所示。(2)設(shè)B端受到細(xì)繩的拉力為FB,由杠桿平衡條件得,GN×OC=FB×OB,已知OC∶OB=1∶2,則有:FB=GN×=2N×=1N;根據(jù)力的作用是相互的可知,細(xì)繩對(duì)M的拉力F=FB=1N,此時(shí)M對(duì)地面的壓力F壓=F支=GM-F=10N-1N=9N,M與地面的接觸面積S=l2=(0.1m)2=0.01m2,則此時(shí)M對(duì)地面的壓強(qiáng)p===900Pa (3)若沿豎直方向?qū)兩邊各切去厚度為h后,剩余M的底面積S′=l(l-h(huán)-h(huán))=l×(l-h(huán)),剩余M的體積V′=S′l=l2×(l-h(huán)),剩余M的密度不變,則剩余部分的重力與原來重力的比值:==,所以剩余M的重力GM′=×GM=×10N ①,剩余的物體M對(duì)地面的壓強(qiáng)p′=p-Δp=900Pa-60Pa=840Pa,剩余M的底面積S′=l×(l-h(huán))=0.1m×(0.1m-h(huán)),地面對(duì)剩余的物體M的支持力F支′=F壓′=p′S′=840Pa×0.1m×(0.1m-h(huán)) ②,沿豎直方向?qū)兩邊各切去厚度為h后,將C點(diǎn)處系著N的細(xì)繩向右移動(dòng)h,設(shè)此時(shí)B端受到細(xì)繩的拉力為FB′,由杠桿平衡條件得,GN×(OC-h(huán))=FB′×第59頁(yè)共59頁(yè)
OB,則有:FB′==,即細(xì)繩對(duì)剩余M的拉力F′=FB′=?、郏瑢?duì)剩余M進(jìn)行受力分析,由力的平衡條件得,F(xiàn)支′+F′=GM′ ④,將①②③式代入④式得:840Pa×0.1m×(0.1m-h(huán))+=×10N,解得:h=0.05m(1)如圖所示 (2)1.5×105N (3)1.2×103m3解析:(1)支架CD下的輪子在牽引車拖行下沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),運(yùn)輸船甲板對(duì)輪子有水平向左的摩擦力,由于力的作用是相互的,輪子對(duì)運(yùn)輸船甲板有水平向右的摩擦力,作用點(diǎn)在接觸面上,從作用點(diǎn)水平向右畫一條有向線段,并用“f”表示。(2)牽引車拖行橋吊時(shí)做的功W=Pt=50×103W×9s=4.5×105J,由W=Fs得,這段時(shí)間內(nèi)牽引車對(duì)鋼纜的拉力F===1.5×105N。(3)將橋吊看作杠桿,支點(diǎn)為D,動(dòng)力為甲板對(duì)橋吊的支持力,即F1=F支,阻力為橋吊的重力,即:F2=G=mg=2200×103kg×10N/kg=2.2×107N,動(dòng)力臂L1=DF=CE=OC+OE=(OA-CA)+(OB-BE)=(72m-60m)+(28m-18m)=22m,阻力臂L2=OC=OA-CA=72m-60m=12m,由杠桿平衡條件F1L1=F2L2得,甲板對(duì)橋吊的支持力F1=F2×=2.2×107N×=1.2×107N,橋吊被拖到圖丙位置時(shí),運(yùn)輸船減少的重力ΔG=F1=1.2×107N,由題意知,運(yùn)輸船的排水量不變,則運(yùn)輸船受到的浮力不變,又因?yàn)檫\(yùn)輸船始終漂浮,所以,運(yùn)輸船的總重不變,則運(yùn)輸船的水艙中增加的水的重力ΔG水=ΔG=1.2×107N,由G=mg=ρVg得,運(yùn)輸船的水艙中增加的水的體積V水===1.2×103m3。(1)30 (2)0.2 (3)2∶3 解析:(1)當(dāng)圖甲所示的水箱中裝滿水時(shí),水的質(zhì)量為3kg,則水受到的重力G水=m水g=3kg×10N/kg=30N。(2)由圖乙可知,水箱中沒有水時(shí)(m=0),壓力傳感器受到的拉力F0=6N,由杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可得,F(xiàn)0·OA=GM·OB,則GM=F0=×6N=2N,物體M的質(zhì)量mM===0.2kg。(3)設(shè)M的底面積為S,力傳感器示數(shù)為0時(shí)M浸入水中的深度為h1,M的高度為h,當(dāng)力傳感器的示數(shù)為零時(shí),M受到的浮力等于M的重力2N,由阿基米德原理可得:ρ水gSh1=2N?、?,由圖乙可知,當(dāng)M完全浸沒時(shí),力傳感器的示數(shù)為24N,由杠桿的平衡條件可得,F(xiàn)A第59頁(yè)共59頁(yè)
·OA=FB·OB,則FB=FA=×24N=8N,對(duì)M受力分析可知,受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和桿的作用力,則此時(shí)M受到的浮力F?。紾M+FB=2N+8N=10N,由阿基米德原理可得:ρ水gSh=10N?、?,聯(lián)立①②可得:h=5h1,由圖乙可知,加水1kg時(shí)水面達(dá)到M的下表面(此時(shí)浮力為0),加水2kg時(shí)M剛好浸沒(此時(shí)浮力為10N),該過程中增加水的質(zhì)量為1kg,浮力增大了10N,所以,每加0.1kg水,物體M受到的浮力增加1N,當(dāng)向水箱中加入質(zhì)量為1.1kg的水時(shí),受到的浮力為1N,B點(diǎn)受到的向上的力FB′=GM-F浮′=2N-1N=1N,由杠桿的平衡條件可得F=FA′=FB′=3×1N=3N,當(dāng)力傳感器的示數(shù)大小變?yōu)?F時(shí),B點(diǎn)受到的向下的力FB″=×4F=×4×3N=4N,此時(shí)M受到的浮力F浮″=GM+FB″=2N+4N=6N,再次注入水的質(zhì)量m水′=×1kg-0.1kg=0.5kg,當(dāng)向水箱中加入質(zhì)量為1.1kg的水時(shí),水箱對(duì)水平面的壓力F1=(m水箱+m水+mM)g-FB′=(0.8kg+1.1kg+0.2kg)×10N/kg-1N=20N,繼續(xù)向水箱中加水,當(dāng)力傳感器的示數(shù)大小變?yōu)?F時(shí),水箱對(duì)水平面的壓力F2=(m水箱+m水+mM+m水′)g+FB″=(0.8kg+1.1kg+0.2kg+0.5kg)×10N/kg+4N=30N,所以,兩種情況下水箱對(duì)水平面的壓強(qiáng)之比為====。(1)由題知,BD繩中拉力恒為乙重力的0.6倍,根據(jù)力的平衡條件可得,物品乙對(duì)地面的壓力F=G-F拉=G-0.6G=0.4G=0.4ρga3;物品乙對(duì)地面的壓強(qiáng)p===0.4ρga (2)t=0時(shí),物品甲不受浮力,由題知B端受到向下的拉力為0.6G,根據(jù)杠桿的平衡條件可得:G×PA=0.6G×BP,所以== (3)物品甲完全被水淹沒時(shí),物品甲受到的浮力F浮全=ρ水gV排=ρ水ga3,作用在杠桿A端的拉力為FA1=G-F浮全=ρga3-ρ水ga3,根據(jù)杠桿的平衡條件可得:FA1×PA=FB×BP,故===(4)使水面以速度v勻速上升直到物品甲剛好完全被水淹沒,t時(shí)間水面上升的高度為h=vt,則物體甲排開水的體積V排′=vta2,物體甲受到的浮力F?。溅阉甮V排′=ρ水gvta2,作用在杠桿A端的拉力為FA=G-F?。溅裧a3-ρ水gvta2,根據(jù)杠桿的平衡條件可得:FA×PA=FB×BP,故===(1)文物的體積為0.5m3,從開始上升直到剛露出江面的過程中受到的浮力大小F第59頁(yè)共59頁(yè)
?。溅阉甮V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m3=5×103N (2)若在整個(gè)打撈過程中,文物始終保持0.3m/s的速度不變,根據(jù)P===Fv,當(dāng)牽引力最小時(shí),起重機(jī)的拉力做功的功率最小,當(dāng)文物浸沒在江水中受到的浮力最大,由力的平衡可知,此時(shí)拉力最小為F拉?。紾-F?。絤g-F浮=1.2×103kg×10N/kg-5×103N=7×103N;起重機(jī)的拉力做功的最小功率P=F拉小v=7×103N×0.3m/s=2.1×103W (3)當(dāng)文物完全露出江面時(shí),作用在起重臂的力為物體的重力F大=G=1.2×104N,AO=AB-OB=25m-5m=20m,F(xiàn)大×OA=GB×OB=mBg×OB,為了使起重機(jī)不翻倒,起重機(jī)的配重B的質(zhì)量至少為mB==×=4.8×103kg(1)由圖甲可知,n=2,不計(jì)動(dòng)滑輪的重力、摩擦及水和空氣對(duì)金屬塊的阻力,F(xiàn)=F拉,當(dāng)金屬塊完全露出液面后,金屬塊不受浮力,此時(shí)拉力等于重力,即為圖中的t2~t3時(shí)間內(nèi),從圖乙可知,該金屬塊重力為G=2F=2×108N=216N,當(dāng)金屬塊未露出液面時(shí),即為圖中的0~t1時(shí)間內(nèi),則2F′+F浮=G,所以金屬塊完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力F?。紾-2F′=216N-2×68N=80N (2)根據(jù)F?。溅裧V排可得,金屬塊排開水的體積V排===8×10-3m3,金屬塊完全浸沒在水中,則金屬塊的體積V=V排=8×10-3m3,則根據(jù)G=mg、ρ=可得,金屬塊的密度ρ金屬===2.7×103kg/m3 (3)金屬塊的棱長(zhǎng)a===0.2m,則受力面積S=a2=(0.2m)2=0.04m2,金屬塊平放在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)p====5.4×103Pa(1)100N (2)400N (3)1600J(1)由ρ=可得,裝滿水后水的質(zhì)量m=ρV=1.0×103kg/m3×6×10-3m3=6kg (2)桶受到的浮力F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N (3)繩子的拉力做的功W=G總h=(m桶+m)gh=(1.5kg+6kg)×10N/kg×5m=375J (4)提水的效率η=×100%=×100%=×100%=80%(1)80% (2)1020N(1)起重船增大的浮力ΔF?。溅押K甮ΔV排=1×103kg/m3×10N/kg×18m3=1.8×105N,因?yàn)槠鹬卮冀K漂浮,所以該重物的重力G=ΔF?。?.8×105N (2)第59頁(yè)共59頁(yè)
由圖知,n=4,不計(jì)鋼絲繩重及摩擦,鋼絲繩的拉力F=(G+G動(dòng))=×(1.8×105N+2×104N)=5×104N;拉力端移動(dòng)距離s=4h=4×3m=12m,拉力做的總功W總=Fs=5×104N×12m=6×105J,拉力做功的功率P===2×104W (3)拉力做的有用功W有用=Gh=1.8×105N×3m=5.4×105J,滑輪組的機(jī)械效率η=×100%=×100%=90%(1)由v=可得,故障車在30s內(nèi)通過的路程s車=v車t=5m/s×30s=150m,由圖知,n=3,拉力端移動(dòng)距離s=3s車=3×150m=450m,拉力F在30s內(nèi)所做的功W總=Fs=500N×450m=2.25×105J (2)地面對(duì)故障車的摩擦力f=0.08G=0.08mg=0.08×1500kg×10N/kg=1200N;滑輪組克服故障車摩擦力做的有用功W有用=fs車=1200N×150m=1.8×105J,整個(gè)裝置的機(jī)械效率η=×100%=×100%=80%一個(gè) 1N 80% 繩與輪之間存在摩擦 解析:繩子的有效段數(shù)n==≈3,故動(dòng)滑輪實(shí)際被使用的個(gè)數(shù)是一個(gè)(若是兩個(gè),有效段數(shù)為4或5);若不考慮摩擦,則F=,滑輪組中所有動(dòng)滑輪(及動(dòng)滑輪間的連接物)總重力約為G動(dòng)=3F-G=2N×3-5N=1N;即滑輪組中所有動(dòng)滑輪(及動(dòng)滑輪間的連接物)總重力約為1N;由表中數(shù)據(jù)知,第1次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率η=×100%=×100%=×100%≈83.1%,因機(jī)械效率隨提升物重的減小而變小,當(dāng)提升重物重力為G=4.0N時(shí),該滑輪組的機(jī)械效率應(yīng)略小于83.1%,故最接近80%;乙組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不像“理想模型”那樣完美,產(chǎn)生誤差的原因是繩與輪之間存在摩擦。(1)由P=得,拉力所做的功W總=Pt=80W×50s=4×103J,由W=FL得,拉力F===400N (2)克服物重做功W有用=Gh=1200N×2m=2.4×103J,則斜面的機(jī)械效率η=×100%=×100%=60% (3)木箱A在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦做功W額外=W總-W有用=4×103J-2.4×103J=1.6×103J,由W額外=fL得,木箱A在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力f===160N(1)文物浸沒在水中時(shí)排開水的體積V排=V=100dm3=0.1m3,則文物受到的浮力F?。溅阉甮V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1×103N (2)因繩重、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力均忽略不計(jì),則文物完全浸沒在水中時(shí),滑輪組的機(jī)械效率η=×第59頁(yè)共59頁(yè)
100%=×100%=×100%=95%,即:=95%,解得G動(dòng)=200N (3)由圖知,n=2,文物完全浸沒在水中時(shí),繩子自由端的拉力F=(G-F?。獹動(dòng))=(4.8×103N-1×103N+200N)=2×103N,即b繩承受的拉力Fb=F=2×103N;a繩承受的拉力Fa=2F+G定=2×2×103N+100N=4.1×103N;c繩承受的拉力Fc=G-F?。?.8×103N-1×103N=3.8×103N;可見,a、b、c三根繩中a繩承受的拉力最大,該繩至少要承受4.1×103N的拉力(1)D (2)①2.5×105Pa?、?5W 解析:(1)絲桿上的梯形扣是變形的斜面,可以達(dá)到省力的目的,故選D。(2)①千斤頂自身重量忽略不計(jì),千斤頂對(duì)地面的壓力F=10000N,則千斤頂對(duì)地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)p===2.5×105Pa。②人搖動(dòng)扳手使頂升在1min內(nèi)升高12cm,則千斤頂對(duì)車做的功W有=F支h=10000N×0.12m=1200J,由η=×100%可得,人做的總功W總===1500J,人做功的功率P===25W。(1)水面下4m處的船體上受到水的壓強(qiáng)p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa (2)“天鯤號(hào)”漂浮在水面時(shí)排開水的體積V排=1.2×104m3,則受到的浮力F?。溅阉甮V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×104m3=1.2×108N;根據(jù)漂浮條件可知“天鯤號(hào)”受到的總重力G=F?。?.2×108N (3)由圖乙可知,在0~t1時(shí)間內(nèi)泥沙上升的高度為h0,在t1~t2時(shí)間內(nèi)泥沙上升的高度為0,此時(shí)泥沙在水平管道中勻速運(yùn)動(dòng);由題知,輸送系統(tǒng)的總功率為P,效率為η,則輸送系統(tǒng)在t2時(shí)間內(nèi)做的有用功W有用=W總η=Pt2η ①,而在0~t1時(shí)間內(nèi)做的有用功為克服泥沙的重力做功,則:W有用1=Gh0 ②,在t1~t2時(shí)間內(nèi)做的有用功為克服泥沙與輸送管間的阻力做功,則:W有用2=fs=fv(t2-t1)?、郏騑有用=W有用1+W有用2,所以有:Pt2η=Gh0+fv(t2-t1),解得:v=(1)由P=可得,t時(shí)間內(nèi)汽車對(duì)繩的拉力所做的功W=Pt=1.2×105W×10s=1.2×106J (2)10s內(nèi)貨物移動(dòng)的距離s物=vt=2m/s×10s=20m,由圖知,n=3,拉力端移動(dòng)距離s=3s物=3×20m=60m,由W=Fs可得汽車對(duì)繩的拉力大小F===20000N (3)不計(jì)繩、滑輪的質(zhì)量和摩擦,滑輪組對(duì)重物的拉力F拉=3F=3×20000N=60000N,斜面的機(jī)械效率η=×100%=×100%=×第59頁(yè)共59頁(yè)
100%=75%第59頁(yè)共59頁(yè)