一、选择题
1.如图所示,O为轻质硬直杠杆OA的支点,在杠杆的A点悬挂着一个重物G,在B点施加一个方向始终与杠杆成ɑ角度的动力F,使杠杆从竖直位置匀速转动到水平位置的过程中,下列表述正确的是()
A.动力F始终在变大B.动力F先变大再变小
C.杠杆始终为省力杠杆D.杠杆始终为费力杠杆
2.关于功、功率和机效率,下列说法中正确的是()
A.做功多的机械,功率一定大
B.功率大的机械,做功一定快
C.做功快的机械,机械效率一定高
D.精密的机械,机械效率能达到100%
3.如图,在竖直向上的力F的作用下,重为10N物体A沿竖直方向匀速上升。已知重物上升速度为0.4m/s,不计绳与滑轮摩擦以及滑轮重和绳重,则拉力F的大小和滑轮上升的速度分别为()
A.5N 0.8m/s B.20N 0.8m/s C.5N 0.2m/s D.20N 0.2m/s
4.如图所示,不计绳子的质量和一切摩擦作用,整个系统处于静止平衡状态。重物G1
=100N,每一个滑轮重力均为20N,则下列说法正确的是()
A.b处绳子的拉力为50N
B.G2=280N
C.e处绳子的拉力为140N
D.G2=200N
5.如图所示,用24N的水平拉力F拉滑轮,可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动.物体B重10N,弹簧测力计的示数为5N且不变.若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦,则下列说法中正确是
A.地面受到的摩擦力为12N B.滑轮移动的速度为0.4m/s
C.水平拉力F的功率为4.8W D.在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J 6.质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼.已知工人在1min内将货物匀速提高6m,作用在钢绳的拉力为400N,滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示(机械中摩擦和绳重均不计).下列说法正确的是
A.作用在钢绳上的拉力的功率为400W
B.动滑轮的重力为200N
C.人对绳子的最大拉力为1000N
D.该滑轮组的最大机械效率为83.3%
7.如图所示的滑轮组中,不计摩擦和滑轮及绳重,则拉力F为()
A.G/8 B.G/6 C.G/5 D.G/4
8.如图所示,在水平拉力F的作用下重100 N的物体A,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧测力计B的示数为10 N,则拉力F的大小及物体A与水平桌面的摩擦力大小分别为( )
A.200 N,10 N B.200 N,20 N
C.20 N,10 N D.20 N,20 N
9.通过测量滑轮组机械效率的实验,可得出下列各措施中能提高机械效率的是( )
A.增加动滑轮,减小拉力 B.改用质量小的定滑轮
C.减少提升高度,减少做功 D.增加提升重物重力,增大有用功
10.如图自行车是人们最常见的交通工具,从自行车的结构和使用来看,它应用了许多物理知识。下列说法中不正确的是
A.刹车系统应用了杠杆及摩擦的知识
B.车把相当于费力杠杆
C.脚蹬属于省力杠杆
D.轮胎制有花纹是为了增大摩擦
二、填空题
11.如图所示是一种小型千斤顶,当手往下压动摇臂时,能把顶着的重物微微抬高一段很小的距离。把摇臂向上复位时,抬起的重物可以保持不动,再按下摇臂时,重物又被微微抬起。上下往复操作摇臂,重物便渐渐举高。用这种千斤顶把某汽车的一个后轮顶起时,施加在摇臂上向下的压力为100N,每压一次,手向下移动的距离是20cm,则每压一次手对千斤顶做功_____焦,压120次后,后轮被抬高15cm,若汽车质量4×103kg,千斤顶支持其重量的30%,不考虑手使摇臂向上复位所作的功,该千斤顶的机械效率是_____。
12.小红利用弹簧测力计、钩码来研究动滑轮的作用,每次都匀速提物体,做实验情况如图所示,请观察、比较图中的操作、现象和数据,归纳得出初步结论.
(1)由(a)(b)两图_____________.
(2)由(c)(b)两图_____________.
13.如图所示,放在水平地面上边长为5cm的正方体,所受重力为200N,系着它的一根竖直轻绳绕过光滑滑轮,绳子另一端施加的拉力F为180N,该物体静止,则该物体此时受到的合力为________N,物体对地面的压强为__________Pa。
14.如图所示的两种情况中,OB=AB,物体均重为G,两轻质杠杆均处于水平平衡状态,比较力F、'F的大小,满足关系式 __________。
15.如图所示,在测定杠杆机械效率的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置,在此过程中,测力计上升的高度s为0.2m.物块重G为1.5N,物块上升的高度h为0.3m,杠杆的机械效率为75%,则测力计的示数
F=______N,使用该杠杆做额外功的一个原因是______。
16.为将放置在水平地面上、重为90N的重物提升到高处.小桂同学设计了图(甲)所示的滑轮组装置.当小桂所用的拉力F随时间t变化的图象如图(乙)所示,重物的速度v 随时间t变化的图象如图(丙)所示.不计摩擦和绳重,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向.物体离开地面匀速上升时,小桂的拉力F=____N;若重物与地面的接触面积S =500cm2,在0~1s内,重物对地面的压强为________P a.
17.如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为200N的物体,拉力F的大小为20N,物体和地面之间的摩擦力大小为30N,物体运动的速度为0.5m/s,运动时间为10s。拉力F做功的功率为___________W ,滑轮组的机械效率为____________,10s内所做的额外功为_________J。
18.小张用如图所示的杠杆把重物从A位置绕O点无摩擦缓慢地提升到B位置.在提升重物的过程中,动力F的方向始终垂直于杠杆,F大小的变化情况是_____,该杠杆是_____(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆.
19.如图,小明在用动滑轮(不计绳重和摩擦)匀速提升不同重物时,记录下了在绳子自由端使用的拉力F 与对应所提升的物体重力G ,如表:
分析表中数据可知,拉力F 与重力G 的关系式是:F=________;动滑轮重为________N ;随着物重的增加,动滑轮的机械效率变________.
20.如图所示,有一根均匀铁棒,长为L ,OA=L/4,重力G=600 N ,为了不使这根铁棒的B 端下沉,所需外力F 至少应为________ N ,若F 的方向不变,微微抬起这根铁棒的B 端,所需外力F′应为________ N 。
三、实验题
21.图是小明同学进行“探究杠杆的平衡条件”的实验情景,实验中所用的每个钩码重
0.5N ,杠杆上每一格长1cm ,部分实验数据已记录在下表中。
实验序号 动力/N F 动力臂1/cm L 阻力2/N F 阻力臂2/cm L 1 1.5 2 1 3 2 1 4 2 2 3
1
4
1.5
2
(1)实验开始前,应先调节杠杆两端的__,使杠杆在__位置平衡,这样做是为了在实验中便于测量__;如发现杠杆左端偏高,则可将右端的平衡螺母向__调节。
(2)第二次实验中,保持钩码位置不动,把杠杆左边的钩码拿走1个,要让杠杆保持平衡,则应该将杠杆右边的钩码拿走__个。
(3)第三次实验中,小明把杠杆左边的钩码换成弹簧测力计,他的操作不规范,原因是他没有沿__方向拉弹簧测力计。
(4)在实验中,多次改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是__
A.多次测量取平均值减小误差
B.避免偶然性,使实验结论具有普遍性
(5)请用公式表述杠杆的平衡条件:__。
22.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)在测量时,使杠杆在水平位置保持平衡,其目的是为了_________________。
(2)若在杠杆两边挂上钩码后发现杠杆不平衡,则应该___________________________。(3)如表为某同学所设计的实验方案和实验记录.
a、该同学设计多种实验方案的目的是_____________________
b、实验序号4的数据显然发生错误,若记录无误,则错误的原因可能是____________(4)该同学在学习了机械功后,认为力×力臂的单位恰好是“牛×米”,那么就可以将“力×力臂”的单位合写成“焦”.你认为该同学的认识是____________的(选填“正确”或“错误”). 23.小聪同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如下图所示的实验。
(1)小聪对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度无关。对此正确的解释是:浮力的大小随着排开水的体积的增大而________,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度________。
(2)小聪利用浮力和杠杆的知识。发明了一个密度秤:如图,轻质扛杆可绕O点转动,杠杆上用细绳悬挂两个的正方体M、N(边长为10cm,重力为20N);OA长度为10cm,OE长度为8cm。小聪向容器中倒入不同密度的液体,每次都将M浸没于液体中,移动物体N。使杠杆在水平位置平衡,OE上便可刻上不同液体的密度值。当物体M浸没于水中时,物体N移动到B点时杠杆恰好水平静止,那么OB的长度为_________cm。在B点标上ρ水;这个密度秤能够测量的最小液体密度为_________kg/m3。
24.在探究杠杆平衡条件的过程中,我们把支点放在质地均匀的杠杆中间,这样做的目的是________;同学们通过多次实验,得出以下数据,分析得出杠杆的平衡条件是
________,应用杠杆的平衡条件,表中第4次所缺数据为________ .
小华是采用在杠杆两侧挂钩码的方法探究的,所以根据实验情况她得出的结论是:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”.在与同学交流时,小敏同学指出了她的错误,并利用如图所示的装置,进行了一个简单的操作就帮助小华解决了困惑.小敏的操作是________.
25.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,小明用如下的装置进行实验(杠杆自重忽略不计):
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,如图甲所示,此时杠杆______(填“是”或
“否”)处于平衡状态。为了让杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节;
(2)实验时,在杠杆两边挂不同数量的钩码并移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡,如图乙所示,目的是______;
(3)小明调节杠杆平衡后,通过加挂钩码分别改变F1和F2,做了图乙的实验,并测出对应的力臂l1和l2,记录了如表中所示的实验数据。(每个钩码重0.5N)
次数F1/N l1/cm F2/N l2/cm
10.520110
211025
3 1.510115
×阻力作用点到支点的距离”。下列能帮助他得出正确结论的操作是(_______)
A.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向下拉 B.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计斜向上拉
C.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向上拉 D.增减钩码个数,再多次实验使结论更具普遍性
四、计算题
26.电梯为居民出入带来很大的便利,小明家住6楼,每层楼高3m,放学后,乘电梯回家:
(1)电梯在20s内将小明送到家,在此过程中,电梯上升的平均速度是多少?
(2)已知小明的体重为500N,电梯对小明做功的功率为多少?
(3)如图是一种电梯的结构示意图。A为电梯厢,B为动滑轮,绕过滑轮的钢丝绳一端固定在楼房顶层,另一端通过电动机提供拉力,C为配重。在电动机拉力作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。某次运行中,电梯将总质量为180k g的小明一家人送回家时,电动机拉力F为6000N。(不计钢丝绳、滑轮重及摩擦)在此过程中,电梯的机械效率是多少?
27.如图所示,站在地面上的工人师傅利用滑轮组提升重为900N物体,10秒内物体匀速上升的高度为1m,工人师傅的拉力F为400N,不计摩擦和绳重。求:
(1)10s内做的有用功;
(2)拉力F的功率;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)若工人师傅的重力为700N,双脚与地面的接触面积为500cm2,匀速提升重为1200N的重物时(如图所示),工人师傅对地面的压强。
28.如图所示,工人用滑轮组提升重200N的物体,所用的拉力为125N,物体在5s内匀速上升2m。(不计摩擦及绳重)求:
(1)工人对物体做的有用功;
(2)动滑轮的重力;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)工人拉绳的功率。
29.如图所示,实心物体A漂浮在水面上,现利用电动机通过滑轮组拉动A,使A向下运动。已知A的体积为1m3,密度为0.5×103kg/m3。动滑轮重为1×103N,电动机工作时拉绳子的功率为1.2×103W且保持不变,不计绳重、摩擦和水的阻力,求:
(1)A的重力;
(2)A浸没在水中受到的浮力;
(3)A向下运动的最小速度;
(4)A向下运动过程中,滑轮组机械效率的最大值。
30.用如图所示的滑轮组提升水中的物体A,A的体积为0.03m3,重为720N.当物体A离开水面后,在匀速竖直提升物体A的过程中,滑轮组的机械效率为90%;物体A上升的速度为0.1m/s,卷扬机拉力的功率为P.不计绳重和滑轮与轴的摩擦,g取10N/kg.求:
(1)物体A浸没在水中时受到的浮力F浮;
(2)动滑轮重G动;
(3)卷扬机拉力的功率P.
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一、选择题
1.A
解析:A
【分析】
【详解】
AB.杠杆的支点为O,作出动力的力臂OC,如下图1所示:轻质硬直杠杆不计其重力,故阻力为G;在B点施加一个方向始终与杠杆成ɑ角度的动力F,故动力臂
OC=cosα×OB
保持不变,在杆从竖直位置匀速转动到水平位置的过程中,阻力臂l2变化为范围为0~OA,如图2、3所示:
根据杠杆的平衡条件
Fl 1=Gl 2
即
F ×OC =Gl 2
动力为
F =
2
Gl OC
因动力臂OC 不变,阻力臂在逐渐变大,所以动力F 始终在变大,故A 正确,B 错误; CD .根据以上分析,因阻力臂l 2变化为范围为0~OA ,当动力臂OC 大于阻力臂时,为省力杠杆,当动力臂OC 小于阻力臂时,为费力杠杆,故CD 错误。 故选A 。
2.B
解析:B 【详解】
A .做功的多少由力的大小和在力的方向上移动的距离大小有关,而功率是指的做功的快慢,由做功的多少和时间共同决定,做功多的机械,不一定花的时间短,故A 选项错误;
B .功率是指的做功的快慢,故功率大则做功一定快,是正确的,故B 选项正确;
C .做功快的机械是指功率大,是做功的快慢,而机械效率是指的有用功和总功的比例,故功率大,机械效率不一定大,故C 选项错误;
D .任何一个机械不可能达到100%,故D 选项错误。 故选B 。
3.D
解析:D 【详解】
由图可知,该滑轮是动滑轮,当重物A 上升速度为0.4m/s 时,滑轮上升速度是物体速度的一半,即0.2m/s ;此时拉力为是物重的2倍,因此拉力为
2210N 20N F G ==?=
故D 正确。 故选D 。
4.C
解析:C 【详解】
A .由图知,a 、b 、c 、d 在同一根绳上,拉力相同;e 、f 在同一根绳上,拉力相同;G 1由两根绳子承担
12b G G F +=动
则b 处绳子的拉力为
1100N+20N
60N 22
b G G F +=
==动 故A 错误; C .e 处绳子的拉力为
2260N 20N 140N e b F F G =+=?+=动
故C 正确;
BD .G 2由两根绳子加上f 承担,则
22b f G G F F +=+动 2f b F F G =+动
则
24460N 240N b G F ==?=
故B 、D 错误。 故选C 。
5.D
解析:D 【解析】 【分析】
A 、物体A 受到向左的拉力等于地面的摩擦力加上
B 的摩擦力,B 对A 的摩擦力等于弹簧测力计的示数,据此求地面受到的摩擦力;
B 、滑轮为动滑轮,滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一;
C 、利用P=Fv 求拉力做功功率;
D 、利用速度公式求物体A 在2s 移动的距离,利用W=F 左s 求做功大小。 【详解】
A 、图中使用的是动滑轮,拉力F=2F 左,物体A 受到向左的拉力:
11
24N 12N 22
F F =
=?=左,而f B =F 示=5N , 物体A 受到向左的拉力等于地面的摩擦力f 地加上B 的摩擦力f B ,即F 左=f 地+f B ,
所以地面受到的摩擦力:f 地=F 左-f B =12N-5N=7N ,故A 错;
B 、滑轮移动的速度11
0.2m/s 0.1m/s 22
v V =
=?=轮物,故B 错; C 、拉力做功功率P=Fv 轮=24N×0.1m/s=2.4W ,故C 错;
D 、拉力F 移动距离s=vt=0.2m/s×2s=0.4m ,对A 做功:W=F 左s=12N×0.4m=4.8J ,故D 正确。 故选:D 。
6.B
解析:B 【分析】
(1)由图可知,n=3,则绳端移动的距离s nh = ,利用W Fs = 求拉力做的功,再利用
W
P t
=
求拉力的功率; (2)由图乙可知,物重G=300N 时,滑轮组的机械效率η=60%,利用
=
33W Gh Gh G
W Fs F h F
η=
==有总
求拉力;因机械中摩擦力及绳重忽略不计,拉力1
3
F G G =+动(),据此求动滑轮重力;
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力等于工人的重力; (4)利用1
3
F G G =+动()求提升的最大物重,滑轮组的最大机械效率
()()
W G h G W G G h G G 有最大最大
大总最大动最大动η=
==++ . 【详解】
(1)由图可知,n=3,则绳端移动的距离:36m 18m s nh ==?= , 拉力做的功:400N 18m 7200J W Fs ==?=总, 拉力的功率:7200J
120W 60s
W P t =
==总,故A 错; (2)由图乙可知,物重G=300N 时,滑轮组的机械效率η=60%, 根据=
33W Gh Gh G W Fs F h F
η=
==有总
可得:拉力
300N 500167N 3360%3G N F η===≈?, 因机械中摩擦力及绳重忽略不计,则()1
3
F G G =+动, 所以,500
3N 200N 300N 3
G nF G =-=?
-=动 ,故B 正确; (3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力:
60kg 10N/kg 600N F G mg ===?=人大 ,故C 错;
(4)由()1
3
F G G =
+动可得,提升的最大物重:3600N 200N 1600N G nF G =-=?-=大大动 ,
机械中摩擦和绳重均不计,则滑轮组的最大机械效率:
()()1600N
100%88.9%1600N 200N
W G h G W G G h G G 有最大最大大总最大动最大动η=
===?=+++,故D 错.
故选B .
7.A
解析:A
【解析】在不计摩擦和滑轮及绳重时,使用单个的动滑轮省一半力。 如图最下面的动滑轮两段绳子拉着物体,拉力为物重的一半,即;
中间的动滑轮又省了一半力,即每段绳子的拉力为:
;
到最上面的一个动滑轮,现省一半力,即绳子的拉力为:。
故A 正确。
8.C
解析:C
【解析】如图所示,弹簧测力计B 示数为10N ,通过滑轮拉动物体A 相当于定滑轮,A 受到拉力也为10N ;A 做匀速直线运动,所以物体A 与水平桌面的摩擦力与A 受到拉力是一对平衡力,摩擦力大小为10N ;
向右的拉力F 与向左的两段绳子的拉力平衡,所以拉力为: 210N 20N F =?= 点睛:重点是滑轮受力情况的分析,对于单个滑轮来说,使用时处于平衡状态,绕绳子一侧的两段绳子的两个力的和等于另一侧的拉力。
9.D
解析:D
【解析】A 选项,动滑轮越重,需要做的额外功越多,机械效率越低,故A 错误。 B 选项,改用质量小的定滑轮,不会提高滑轮组的机械效率,故B 错误。 C 选项,由公式ηW Gh Gh G
W FS Fnh nF
==
==
有总
可知,机械效率的高低与物体被提升的高度无关,故C 错误。
D 选项,提高物体的质量,可以提高有用功,在额外功不变的情况下,可以提高滑轮组的机械效率,故D 正确。 故本题答案为D 。
10.B
解析:B
【解析】A、刹车时,人施加一个很小的力,就可以对车轮产生一个很大的摩擦力,应用杠杆和摩擦的知识,故A正确;
B、自行车的车把相当于一个以中间的轴为支点的省力杠杆,故B错误;
C、脚蹬在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C正确.
D、轮胎制有花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故D正确.
故选B.
二、填空题
11.20J、73.5%
【解析】
试题分析:手压一次所做的功为:W=Fs=100N×0.2m=20J
汽车作用在千斤顶上的压力为阻力:F阻=30%mg=0.3×4×103kg×9.8N/kg=11.76 解析:20J、73.5%
【解析】
试题分析:手压一次所做的功为:
汽车作用在千斤顶上的压力为阻力:
将后轮抬起15cm所做的有用功为:
手压120次所做的总功为:
该千斤顶的机械效率是:
考点:机械效率
12.使用动滑轮匀速(竖直)提物体,省力但是不能改变用力的方向.使用同一动滑轮匀速(竖直)提不同物体,物体越轻,拉力越小.
【详解】
(1)[1]由图可知,比较(a)、(b)两图提起物体一
解析:使用动滑轮匀速(竖直)提物体,省力但是不能改变用力的方向.使用同一动滑轮匀速(竖直)提不同物体,物体越轻,拉力越小.
【详解】
(1)[1]由图可知,比较(a)、(b)两图提起物体一样重,(b)中弹簧测力计示数小于(a)中弹簧测力计示数,所以:使用动滑轮可以省力,
动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆,所以不能改变用力方向;
(2)[2]比较图(b)与(c)可得:使用动滑轮匀速提升不重物时,物体重力越轻,所用的拉力越小,越省力.
13.8000
[1]物体此时处于静止状态,所受的是平衡力,所以合力为0。
[2]物体此时竖直方向受到三个力的作用:竖直向上的拉力、竖直向上的地面对物体的支持力和竖直向下的重力。而地面对
解析:8000 【详解】
[1]物体此时处于静止状态,所受的是平衡力,所以合力为0。
[2]物体此时竖直方向受到三个力的作用:竖直向上的拉力、竖直向上的地面对物体的支持力和竖直向下的重力。而地面对物体的支持力和物体对地面的压力是一对相互作用力,所以
F 压=F 支=
G -F 拉=200N-180N=20N
那么物体对地面的压强
220N 8000Pa 0.00.055m
F p S ?=
==压 14.【详解】
在左图中,LOB 是阻力臂,LOA 是动力臂,因为LOB=LAB ,所以
又因为 所以
右图中,LOB 是动力臂,LOA 是阻力臂,因为 ,所以
由①②可知。
解析:4F F ='
【详解】
在左图中,L OB 是阻力臂,L OA 是动力臂,因为L OB =L AB ,所以
1
2
OB OA L L =
又因为OA OB FL GL = 所以
1
2
F G =…①
右图中,L OB 是动力臂,L OA 是阻力臂,因为OB OA F L GL '= ,所以
2F G '=…②
由①②可知4F F ='。
15.由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功 【分析】
本题考查机械效率的应用。
[1]杠杆在使用过程中,所做的有用功 W 有=Gh=1.5N×0.3m=0.45J 根据得
解析:由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功 【分析】
本题考查机械效率的应用。 【详解】
[1]杠杆在使用过程中,所做的有用功
W 有=Gh =1.5N ×0.3m=0.45J
根据W W η=
有
总
得 0.45J
=
=
0.6J 75%
W W η
=有
总 而W 总=Fs ,所以
0.6J
=3N 0.2m
W F s =
=总 [2]杠杆本身有重力、支点与杠杆之间有摩擦,使用杠杆过程需克服这些做功,于是便出现了额外功。
16.600 【解析】 【详解】
第一空.由图丙可知在2~3s 内,重物做匀速运动,由图乙可知,此时拉力F=40N ;
第二空.从动滑轮上直接引出的绳子股数n=3, 从丙图可知,物体在2~3s 内做匀速
解析:600 【解析】 【详解】
第一空.由图丙可知在2~3s 内,重物做匀速运动,由图乙可知,此时拉力F =40N ; 第二空.从动滑轮上直接引出的绳子股数n =3,
从丙图可知,物体在2~3s 内做匀速直线运动,由图乙可知此时的拉力F 3=40N , 根据F =
1
n
(G 物+G 动)可得: G 动=nF 3?G 物=3×40N?90N=30N ,
在0~1s 内,拉力F 1=30N ,把动滑轮和重物看成整体,则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态,
F 支+3F 1=
G 物+G 动,地面对物体的支持力: F 支=G 动+G 物?3F 1=30N+90N?3×30N=30N , 根据力的作用是相互的,重物对地面的压力: F 压=F 支=30N , 对地面的压强: p =
-22
30N
510m
F S =?压=600Pa 。 17.75% 50 【解析】 【详解】
第一空.由图像可知,此滑轮组绳子股数n=2,因此绳子自由端移动的速度为:
v 绳=2v 物=2×0.5m/s=1m/s 拉力F 做功的功率为: P=Fv=2
解析:75% 50 【解析】 【详解】
第一空.由图像可知,此滑轮组绳子股数n =2,因此绳子自由端移动的速度为: v 绳=2v 物=2×0.5m/s=1m/s 拉力F 做功的功率为: P=Fv =20N×1m/s=20W ;
第二空.因为物体做匀速运动,所以水平方向上拉力F A 等于摩擦力为30N ,物块移动的距离为:
s 物=v 物t =0.5m/s ×10s=5m 拉力F 移动的距离为: s 绳=2s 物=2×5m=10m 滑轮组的机械效率为30N?5m
×100%=75%20N?10m
A W s s F W F η=
=
=物有总
绳 ; 第三空.10s 内所做的额外功为: W 额=W 总-W 有=200J-150J=50J 。
18.先变大、后变小 省力 【分析】
力F 作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直,即动力臂不变;由位置A 拉到位置B ,阻力不变,阻力力臂先变大,到水平位置最大,后变小,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L
解析:先变大、后变小 省力
【分析】
力F 作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直,即动力臂不变;由位置A 拉到位置B ,阻力不变,阻力力臂先变大,到水平位置最大,后变小,根据杠杆平衡条件F 1L 1=F 2L 2分析动力变化情况. 【详解】
图中杠杆,当拉力与杠杆垂直时,动力臂长度为杠杆的长度,阻力臂为支点O 到重力作用线的距离,动力臂长度大于阻力臂长度,所以是省力杠杆;
将杠杆缓慢地由位置A 拉到位置B ,动力臂不变,阻力不变,阻(重力)力臂先变大,水平位置最大,后变小,根据杠杆平衡条件F 1L 1=F 2L 2分析,动力先变大、后变小.
19.F=1/2(G+0.4N ) 0.4 大 【解析】
不计绳重和摩擦时,动滑轮省一半力,即, 从表格中选任一数据代入得:,解得:, 所以拉力F 与重力G 的关系式是:; 机械效率为有用功
解析:F=1/2(G+0.4N ) 0.4 大 【解析】
不计绳重和摩擦时,动滑轮省一半力,即()1
2
F G G =+物滑轮, 从表格中选任一数据代入得:()1
0.7N 1N 2
G =
+滑轮,解得:=0.4N G 滑轮, 所以拉力F 与重力G 的关系式是:()1
0.4N 2
F G 物=
+; 机械效率为有用功与总功的比.要提高机械效率,可以减小做功过程中的额外功或增大有用功.所以随着物重的增加,有用功增加,而额外功不变,则动滑轮的机械效率变大. 点睛:重点是动滑轮省一半力的应用和机械效率的判断,当一次做功中有用功增大时,或额外功减小时,有用功与总功的比都会增大,即机械效率增大.
20.300
【解析】为了不使这根铁棒的B 端下沉,此时杠杆以B 点为支点,动力臂为AB= ,阻力等于重力为600N ,阻力臂为OA=,由由杠杆的平衡条件, ; 若F 的方向不变,微微抬起这根铁棒的B 端,此时杠
解析:300
【解析】为了不使这根铁棒的B 端下沉,此时杠杆以B 点为支点,动力臂为AB= 3
4
L ,阻力等于重力为600N ,阻力臂为OA=
4
L
,由由杠杆的平衡条件1122Fl F l =,