初二物理下学期第十二章 简单机械单元 期末复习测试综合卷检测试卷
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初二物理下学期第十二章简单机械单元期末复习测试综合卷检测试卷
一、选择题
1.如图所示,AB为一轻质杠杆,O为支点,OB=60cm,OA=20cm 两端分别悬挂实心铝球和实心铜球,杠杆在水平位置平衡,若将两球同时浸没在水中,(铝的密度为
2.7×103kg/m3,铜的密度为8.9×103kg/m3)则()
A.杠杆仍能保持平衡B.铝球一端下降
C.铜球一端下降D.条件不足,无法判断
2.如图,斜面长s为1.2m、高h为0.3m,现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,拉力的功率为3W,则()
A.拉力做的总功为4.8J B.斜面的机械效率为90%
C.斜面上物体受到的摩擦力为5N D.物体由斜面底端运动到顶端用时2s 3.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
4.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%
5.端午节是我国的传统节日,很多地方举行了赛龙舟活动,极大丰富了人们的文化生活,关于赛龙舟活动,以下分析不正确的是()
A.运动员划水的船桨是费力杠杆
B.龙舟漂浮在水面上,说明龙舟受到的浮力大于重力
C.运动员向后划水,龙舟向前运动,说明力的作用是相互的
D.划船时,水既是受力物体同时也是施力物体
6.如图所示,杠杆始终处于水平平衡状态,改变弹簧测力计拉力F的方向,使其从
①→②→③,此过程中()
A.①位置力臂最长B.③位置力臂最长
C.弹簧测力计示数先变大后变小D.弹簧测力计示数先变小后变大
7.重为G的均匀木棒竖直悬于天花板上,在其下端施加一水平拉力F,让木棒缓慢转到图中虚线所示位置,在转动的过程中,下列说法中错误的是
A.动力臂逐渐变小
B.阻力臂逐渐变大
C.动力F与动力臂乘积不变
D.动力F逐渐变大
8.如图所示,用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块,若撬棒C点受到石块的压力是
1800N,且AB=1.8m,BD=0.6m,CD=0.4m,则要撬动该石块所用的最小的力应不小于
A.600N B.400N C.150N D.200N
9.如图所示,在水平拉力F的作用下重100N的物体A,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤B的示数为10N,则拉力F的大小为()N,物体A与水平桌面的摩擦力大小
()N.
A.200N;10N B.200N;20N C.20N;10N D.20N;20N
10.如图,杠杆水平位置静止,若将两边的钩码数都增加一个,则杠杆()
A.左端降低,右端升高 B.右端降低,左端升高
C.保持水平不动 D.无法确定
二、填空题
11.如图,AB为能绕B点转动的轻质杠杆,中点C处用细线悬挂一重物,在A端施加一个竖直向上大小为10 N的拉力F,使杠杆在水平位置保持平衡,则物重G=________N。
若保持拉力方向不变,将A端缓慢向上提升一小段距离,在提升的过程中,拉力F将
________(填“增大”“不变”或“减小”)。
12.如图甲所示,质量为60kg的小明坐在地上,最多能拉着质量为400kg的物体A在水平地面上做匀速直线运动,已知物体A所受阻力为物重的0.2倍,则小明对物体A的拉力是____N。
如图乙所示,当小明站立在地面上,利用滑轮组以尽可能大的力竖直向下拉绳子,恰好能将浸没在水中、密度为4×103kg/m3的物体B缓慢拉离水面,物体B浸没在水中时受到的浮力为_____N(不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦,绳子能承受的拉力足够大)。
13.如图是一种轮式垃圾桶,拖动时它相当于一个______(选填“省力”或“费力”)杠杆。
垃圾桶底部的小轮子是为了______(选填“增大”或“减小”)摩擦力。
若拖动时垃
圾桶总重为120N,且动力臂为阻力臂的3倍,要保持垃圾桶平衡的拉力F为______N。
14.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.
15.如图所示,一块高 40cm,宽 30cm,厚 10cm,质量为 1.5kg 的砖,竖直立在水平地面上,若要照图示方向推倒它,推力至少要做___________J 的功;若把砖推倒,最小的推力为___________N。
16.如图所示,不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦,当用大小为10N的拉力F拉重50N的物体时,物体恰好以v=2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动,此时物体受到水平面的摩擦力为________N,拉力F的功率为________W;将拉力F增大为20N时,物体受到水平面的摩擦力将________(选填“增大”、“减小”或“保持不变”)。
17.如图所示,轻质木杆AB可以绕O点转动,OA的长度是OB的三倍,A端细线下所挂280 N的重物静止在水平地面上,在B点用600 N的动力竖直向下拉木杆时,木杆静止不动,这时重物对水平地面的压力为________N,此木杆为________杠杆。
(选填“省力”“费力”或“等臂”)
18.如图所示,轻质木杆AB可以绕O点转动,OA的长度是OB的三倍,A端细线下所挂280N的重物静止在水平地面上,在B点用600N的动力竖直向下拉动,木杆静止不动,则
重物对水平地面的压力为______N,此木杆为_______(“省力” “费力”“等臂”)杠杆。
19.如图长2m的粗细和密度都均匀的光滑金属杆可绕O点转动,杆上有一光滑滑环,用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动,使杆保持水平状态,测力计示数F与滑环离开O 点的距离S的关系如图所示,则杆重________ N;当滑环滑到图中A点时,金属杆是一个________杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”).
20.杠杆AB可绕支点O自由转动,将金属块用细绳悬挂在杠杆A端,把石块用细绳悬挂在杠杆B端时,杠杆恰好在水平位置平衡,如图所示.若将石块浸没在水中,为使杠杆在水平位置平衡,需在杠杆A端施加一个竖直向上的拉力F,其大小为石块所受重力的
8 9.已知
OA
OB
=
3
8
,则石块的密度为______kg/m3.
三、实验题
21.在测量“滑轮组机械效率”的实验中,小明用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,实验数据记录如下表:
实验次数钩码的重力G/N 钩码提升高度
h/m
拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η/%
120.05 1.00.1566.7 220.1 1.00.366.7 340.05 1.70.1578.4
460.05①0.15②
(1)第4次实验时的情景如图丙所示,则表格中①处的数据应为______,②处的数据应为
______;
(2)比较______两次实验,小组同学发现:同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度______(选填“有关”或“无关”);
(3)分析以上实验可以得出结论:同一滑轮组的机械效率主要与______有关;
(4)将滑轮组换另一种绕绳方法,提升相同的物体时,若不计摩擦和绳重,滑轮组的机械效
率______。
(选填“变大”、“变小”或“不变”)
22.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某同学用如图所示的同一滑轮组分别
做了三次实验,实验数据记录如下:
(1)在表中空格处填下适当的数据_______(机械效率用百分数表示,保留一位小数).(2)在实验操作中应竖直向上____拉动弹簧测力计.
(3)从实验数据分析得出:使用同一滑轮组,__________可以提高滑轮组的机械效率.(4)滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关,请你作出恰当的猜想:滑轮组的机械效率与_________、_________有关(写出两种影响因素).
23.如图甲所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置.小名猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小悦猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关.表格是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据.
实验次数斜面的倾
斜程度
物块重
G/N
斜面高
度h/m
拉力
F/N
斜面长
度s/m
机械效
率η
1较缓100.2 5.5136.4%
2较陡100.47.0157.1%
3最陡100.68.5170.6%
(1)实验时,沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做____________运动.
(2)通过比较表格中“物块重”和“____________”两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械.
(3)表格实验数据验证了__________(填“小名”或“小悦”)的猜想,结论是:在其他条件一定时,斜面___________,机械效率越高.
(4)第一次实验中,物块所受斜面的摩擦力为___________N.
(5)请你进一步分析实验数据,并结合所学物理知识,解决下列关于斜面的物理问题.图乙中斜面1的长度小于斜面2的长度,木块从斜面顶端由静止释放后沿着斜面下滑,该过程中斜面对木块的支持力______(填“做功”或“不做功).木块到达斜面1、2底端时的速度分别为v1、v2,若斜面光滑,则v1______v2(填“大于”“小于”或“等于”);若斜面粗糙程度相同,则v1______v2(填“大于”“小于”或“等于”).
24.在研究“杠杆平衡条件”的实验中:
(1)某同学实验前发现杠杆左端低右端高,这时应调节杠杆左右两端的螺母,使其向______端移动,直到杠杆在 ______位置平衡,这样做的好处是______;(写一条)(2)根据杠杆平衡条件,在下表空格处填上适当的数值;
实验次动力/N动力臂/cm阻力/N阻力臂/cm
10.98 4.0______8.0
2 1.47______ 2.94 6.0
调节钩码位置,并调节杠杆两端螺母使杠杆重新保持平衡,并记录有关数据,该同学在实验中存在的问题是______。
25.在“探究杠杆的平衡条件”实验中
(1)如图甲,挂钩码前,应把杠杆的平衡螺母向______调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)实验过程记录的数据如下表,分析数据,得到杠杆的平衡条件是______。
若将图乙中左侧一个钩码取下,则需将右侧钩码向______移动,杠杆才有可能重新平衡;
实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m
1 1.00.020.50.04
2 2.00.04 4.00.02
3 2.50.03 1.50.05
式,因为(____)(选出一个正确选项)
A .杠杆受力不平衡
B .力臂与杠杆不重合
C .力和力臂数目过多,不易得出结论 (4)图A 和图B 中的杠杆均静止,两图中弹簧测力计都垂直杠杆,示数分别为F 1和F 2,则F 1______F 2(选填“>”、“<”或“=”);
(5)如图C ,小明使用手机自拍杆拍照时,自拍杆伸得越长,手握杆的力越______(选填“大”或“小”),此时自拍杆是______杠杆(选填“省力”“等臂”或“费力”)。
四、计算题
26.如图甲所示是位于宜宾市高庄桥的国内首座“公路在下、铁路在上”的金沙江公铁两用大桥的施工现场照片,如图乙所示,是某次施工中使用的升降与移动的塔吊和滑轮组,为了保证塔吊起重物不会翻倒,在塔吊左边配有一个重物P ,已知OA =12m ,OB =4m ,动滑轮的质量为40kg ,一块重为8×104N 、体积为1m 3的正方体物块D ,(忽略江水流动对物块的影响,不计绳、塔吊横梁及定滑轮的自重和摩擦,江水密度取3
3
1.010kg/m ρ=⨯水,g =10N/kg);
(1)若物块D 从平台上匀速升降,为了保证铁塔不至翻倒,使其横梁始终保持水平,求塔吊左边的配重物P 的质量为多少千克?
(2)若将物块D 完全浸没水中后以0.4m/s 的速度匀速下沉到江底,则拉力F 的功率是多少?
(3)若将物体D 从江底匀速打捞出水面,假如绳子自由端的最大拉力为2.5×104N ,那么物体D 露出体积为多少时,绳子刚好被拉断?
27.某货场对一个木箱进行称重,如图甲所示,磅秤显示为105kg 。
小明站在地上想用图乙所示的滑轮组把木箱提升到高处去,他竭尽全力也没有提起来,磅秤最小示数是5kg 。
他脑筋一转,换了种组装方式,如图丙所示,顺利地将木箱匀速提升。
已知小明重为600N ,不计轴摩擦和绳重,g 取10N/kg 。
求: (1)动滑轮的重力;
(2)丙图中,小明匀速提升木箱时,求滑轮组的机械效率。
28.图甲是某起重船的示意图,A处为卷扬机,吊臂前端滑轮组如图乙所示。
在一次吊装施工中,当起重船从运输船上吊起重物时,起重船浸入海水中的体积增加了18m3,重物在空中匀速竖直上升了3m。
已知动滑轮总重为2×104N,海水密度ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
当重物在空中匀速上升时,若不计摩擦及钢丝绳重,求:
(1)被吊起的重物受到的重力;
(2)钢丝绳拉力F所做的功;
(3)滑轮组的机械效率。
29.如图所示,一位体重为800N的工人师傅利用滑轮组提升2000N的重物,重物0.2m/s 的速度匀速上升,该滑轮组的机械效率为80%.不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦,g取
10N/kg.求:
(1)动滑轮受到的重力G动;
(2)地面对工人师傅支持力F支;
(3)工人师傅做功的功率P.
30.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。
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一、选择题 1.B 解析:B 【详解】
如图,杠杆处于平衡状态,根据杠杆平衡条件得
G OA G OB ⨯=⨯铝铜
即
gV OA gV OB ρρ⨯=⨯铝铝铜铜
则
3333
8.910kg/m 60cm 89
2.710kg/m 20cm 9
OB V V OA ρρ⨯⨯⨯===⨯⨯⨯铜铝铜铝
当两球同时浸没在水中,杠杆两端力乘以力臂,左端
G F OA gV gV OA gV OA ρρρρ-⨯=-⨯=-⨯铝浮铝铝铝水铝铝水铝()()()----①
右端
G F OB gV gV OB gV OB ρρρρ-⨯=-⨯=-⨯铜浮铜铜铜水铜铜水铜()()()----②
由①②得
3333(2.7g/cm -1g/cm )8920cm
=0.71((8.9g/cm -1g/cm )(96)0)cm
V OA V OB ρρρρ-⨯⨯⨯≈<-⨯⨯⨯铝水铝铜水铜
即左端力与力臂的乘积小于右端力与力臂的乘积,所以杠杆的右端(铜球端)下沉。
故ACD 不符合题意,B 不符合题意。
故选B 。
2.D
解析:D 【详解】 拉力做的总功为
s 5N 1.2m 6J W F ==⨯=总
故 A 选项错误; 有用功为
==16N 0.3m=4.8J W Gh ⨯有
斜面的机械效率为
4.8J
=
=80%6J
W W η=
有总
故B 选项错误;
C .斜面上物体受到的摩擦力做的功为
=-=6J-4.8J=1.2J W W W 额总有
斜面上物体受到的摩擦力的大小为
1.2J
=
=1N 1.2m
W f s
=
额 故C 选项错误;
D .根据P Fv =,物体由斜面底端运动到顶端的速度为
3W =
=0.6m/s 5N P v F = 物体由斜面底端运动到顶端用时
1.2m =2s 0.6m/s
s t v =
= 故D 选项正确。
3.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 =cos α×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l 2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 。
4.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 。
5.B
解析:B 【详解】
A .杠杆是可以让某一固定点转动的硬棒,划水的船桨符合杠杆的特点,所以划水的船桨是杠杆,又划水时省了距离,故必定费力,即船桨是费力杠杆,故A 正确,不符合题意;
B.龙舟漂浮在水面上时,处于平衡状态,龙舟所受的浮力等于重力,故B错误,符合题意;
C.运动员向后划水,给了水一个向后的作用力,同时也受到水向前的反作用力,龙舟前进,说明物体间力的作用是相互的,故C正确,不符合题意;
D.划船时,船桨给了水一个向后的作用力,此时水为船桨的受力物体,同时船桨也受到水向前的反作用力,此时水为船桨的施力物体,所以水既是受力物体同时也是施力物体,故D正确,不符合题意。
故选B。
6.D
解析:D
【详解】
AB.力臂是支点到力的作用点的线段,由图可知当弹簧测力计在②位置时力臂最大,故AB 不符合题意;
CD.从①→②→③时动力臂先变大后变小,由图可知阻力等于钩码重力不变,在水平位置平衡所以阻力臂也不变,根据杠杆平衡的条件可知,弹簧测力计给杠杆的拉力先变小后变大,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.C
解析:C
【解析】
A. 由图可知,竖直位置时,动力臂为木棒的长,拉离竖直位置时,动力臂会小于木棒的长,所以动力臂逐渐变小,故A正确;
B. 阻力为木棒的重力,竖直位置时,重力过支点,力臂为零,拉离竖直位置时,重力作用线远离支点,所以阻力臂逐渐变大,故B正确;
C. 根据杠杆平衡条件知,动力F与动力臂乘积等于木棒的重力与阻力臂的乘积,由于木棒的重力不变,阻力臂逐渐变大,所以乘积是变大的,故C错误;
D. 由C知,动力F与动力臂乘积变大,而动力臂变小,根据杠杆平衡条件知,动力F逐渐变大,故D正确;
点睛:重点是杠杆平衡条件的应用,理解这一过程中,木棒的重不变,而阻力臂变大,所以乘积变大,动力变大.
8.D
解析:D
【解析】
若以D点为支点,则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向下,此时DA为动力臂,DC为阻力臂,如下左图所示,若以B点为支点,则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向上,此时BA为动力臂,BC为阻力臂,如下右图所示.
由左图可得:12F DA F DC ⨯=⨯ 211800N 0.4600N 1.2F DC m
F DA m
⨯⨯=== 由右图可得:32F BA F BC ⨯=⨯
231800N 0.2200N 1.8F BC m
F BA m
⨯⨯=
== F 3<F 1 故本题选D . 【点睛】要克服思维定式,不能只想到以D 点为支点,动力方向垂直杠杆斜向下,把另外一种情况遗漏.
9.C
解析:C 【解析】
解答本题需掌握物体A 匀速运动,受到的合力为零,故A 物体所受拉力和摩擦力相等;动滑轮上有两段绳子,拉力F 是A 所受摩擦力的2倍. 解答:
如图所示,弹簧测力计B 测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N ;又因为动滑轮上承担物重的两段绳上的力是相等的,所以A 受到拉力为10N ;又因物体A 做匀速直线运动,则物体A 与水平桌面的摩擦力与物体A 受到拉力是一对平衡力,则摩擦力大小也是10N ; 拉力F=2f=2×10N=20N. 故选C.
10.B
解析:B
【解析】设杠杆每一格长度为L ,一个钩码的重力为G ,原来:2G ×2L =G ×4L ,杠杆平衡,现在在杠杆两边的钩码下面各增加一个大小相等的钩码:左边=3G ×2L ,右边=2G ×4L ,因为3G ×2L <2G ×4L ,所以杠杆不再平衡,右端下降. 故选B .
二、填空题
11.不变 【详解】
[1]如图,杠杆在水平位置,lBA =2lBC ,杠杆平衡,FlBA =GlBC ,所以 G===2×10N=20N
[2]杠杆被拉起后,如图所示:
BA′为动力臂,BC′
解析:不变
【详解】
[1]如图,杠杆在水平位置,l BA =2l BC,杠杆平衡,Fl BA =Gl BC,所以
G=BA
BC
F l
l
⨯
=
10N2
BC
BC
l
l
⨯
=2×10N=20N
[2]杠杆被拉起后,如图所示:
BA′为动力臂,BC′为阻力臂,阻力不变为G
△BC′D∽△BA′D′
BC′∶BA′=BD∶BD′=1∶2
杠杆平衡,所以
F′l BA′=Gl BC′
F′=BC
BA
G l
l
⨯'
'=2
G
=
20N
2
=10N
由此可知当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F的大小不变。
12.300
【详解】
[1]由题意可知,物体A作匀速直线运动,拉力
F=f=0.2G=0.2mg=0.2×400kg×10N/kg=800N
[2]小明对绳子的最大拉力
F=G人=m人g=60k
解析:300
【详解】
[1]由题意可知,物体A作匀速直线运动,拉力
F=f=0.2G=0.2mg=0.2×400kg×10N/kg=800N [2]小明对绳子的最大拉力
F=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N
由图示可知,滑轮组有两段绳子承担物重,当物体B离开水面时
G B=2F=2×600N=1200N
物体B 的体积为
3
B 331200N =
==0.03m 410kg/m 10N/kg
=
B
B
B V m G g ρρ⨯⨯ 物体B 浸没在水中时
V 排=V =0.03m 3
物体B 浸没在水中时受到的浮力为
F 浮=ρ水V 排g =1×103kg/m 3×0.03m 3×10N/kg=300N
13.省力 减小 40
【详解】
[1]由图知道,拖动所示垃圾桶时,是动力臂大于阻力臂的杠杆,所以,相当于
是一个省力杠杆。
[2]垃圾桶底部安装小轮子,通过变滑动为滚动的方式减小了摩擦
解析:省力 减小 40 【详解】
[1]由图知道,拖动所示垃圾桶时,是动力臂大于阻力臂的杠杆,所以,相当于是一个省力杠杆。
[2]垃圾桶底部安装小轮子,通过变滑动为滚动的方式减小了摩擦力。
[3]根据题意知道,垃圾桶总重是G =120N ,动力臂是阻力臂的3倍,所以,由杠杆原理Fl 1 =Gl 2知道,保持垃圾桶平衡的拉力是
22
12
120N 40N 3GL L F L L ⨯=
== 14.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.
15.75 4.5
【详解】 如图:
[1]砖的重力
在B 端施加F 方向的最小力能使长方块木块翻转,根据杠杆平衡条件得, 则
所以把此正方体翻转的最小推力为F=4.5N 。
[2]力
解析:75 4.5 【详解】 如图:
[1]砖的重力
1.5kg 10N/kg 15N G mg ==⨯=
在B 端施加F 方向的最小力能使长方块木块翻转,根据杠杆平衡条件得,
OC G OB F ⨯=⨯
11
30cm 15cm 22
OC AO =
=⨯= ()()
22
2240cm +30cm =50cm OB AB AO =+=
则
15cm 15N 50cm F ⨯=⨯
所以把此正方体翻转的最小推力为F =4.5N 。
[2]力臂
OM '==
长方块升高
25cm-20cm=5cm h OM CM ='-=
用此种方法使木块竖起时,至少把正方体的重心从M 点升高到M′点,克服重力做功:
15N 0.05m 0.75J W Gh ==⨯=
答:推力最小为4.5N ;要使它翻转过来,至少要做0.75J 的功。
【点睛】
本题主要考查了杠杆的最小力的问题和功的计算,本题确定最长力臂和升高的距离是关键。
16.40 不变 【分析】
使用动滑轮可以省一半力; 物体匀速运动,受平衡力,平衡力大小相等,判断出摩擦力根据绳子段数判断出绳子的速度; 根据算出拉力F 的功率;影响摩擦力的因素:压力和接触面
解析:40 不变 【分析】
使用动滑轮可以省一半力; 物体匀速运动,受平衡力,平衡力大小相等,判断出摩擦力根据绳子段数判断出绳子的速度; 根据W Fs P Fv t t
===算出拉力F 的功率;影响摩擦力的因素:压力和接触面的粗糙程度。
【详解】
[1]因为使用动滑轮可以省一半力,所以拉物体的力为
2210N 20N F F '==⨯=
物体做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力和摩擦力一对平衡力,大小相等,则
20N f F ='=
[2]由图知有2段绳子拉着物体,则有
222m/s 4m/s v v ==⨯=绳物
则拉力F 的功率为
10N 4m/s=40W p Fv ==⨯绳
[3]将拉力F 增大为20N 时,物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度都不变,所以受到水平面的摩擦力不变。
【点睛】
本题考查了动滑轮的使用、平衡条件的应用、功率的计算、影响摩擦力的因素等知识,要牢记影响滑动摩擦力的两个因素,当两个因素都不变时,摩擦力的大小不变,与其它因素无关。
17.费力
【解析】如图,OA 的长度是OB 的三倍,即阻力臂是动力臂的三倍,所以杠杆
为费力杠杆;
杠杆静止时,为平衡状态,根据杠杆的平衡条件得:
FA×OA=FB×OB,即FA×3OB=600N×OB
解得
解析:费力
【解析】如图,OA的长度是OB的三倍,即阻力臂是动力臂的三倍,所以杠杆为费力杠杆;
杠杆静止时,为平衡状态,根据杠杆的平衡条件得:
,即
解得:
重物受到向下的重力,受到向上的拉力和地面向上的支持力,此三力平衡,即
,,地面对物体的支持力与物对水平地面的压力为一对相互作用力,所以大小相等,即重物对水平地面的压力为80N。
点睛:重点是杠杆平衡条件的应用和平衡力的应用,根据杠杆的平衡条件求出A点的拉力后,在明确物体在重力、拉力、支持力三个力平衡,而支持力与物体地面的压力为相互作用力,据此求压力的大小。
18.费力
【解析】以杠杆为研究对象,杠杆A点受到物体G对其竖直向下的拉力FA和B 点竖直向下的拉力FB,杠杆不动,即处于平衡状态.根据杠杆的平衡条件,所以FA×OA=FB×OB.由于FB=600N,OA=
解析:费力
【解析】以杠杆为研究对象,杠杆A点受到物体G对其竖直向下的拉力F A和B点竖直向下的拉力F B,杠杆不动,即处于平衡状态.根据杠杆的平衡条件,所以F A×OA=F B×OB.由于F B=600N,OA=3OB,可以求得F A=200N.由于物体间力的作用是相互的,所以杠杆对物体G 的拉力竖直向上且等于200N.以物体G为研究对象,其受到三个力的作用:杠杆对其向上的拉力F拉=200N,重力为280N,地面对其竖直向上的支持力F支.物体处于静止状态,所以这三个力平衡即:G=F支+F拉,从而可以求得F支等于80N,因为物体处于平衡状态,所以F压=F支=80N.由图示情况可知,动力臂小于阻力臂,所以此木杆为费力杠杆.
故答案为:80;费力
19.省力
【解析】
试题分析:金属杆重心在中心上,阻力臂为L2=1m,取图象上的一点F=40N,L1=1m,
根据杠杆的平衡条件:
∴
解得:G=40N;
当滑环滑到图中A点时,动力臂大于阻力臂。