初二物理下学期第十二章 简单机械单元 易错题难题提高题学能测试试卷
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一、选择题
1.如图所示,重为60牛的物体甲放在水平桌面上,与重为6牛的物体乙用细绳相连,绳的重力和滑轮处的摩擦均忽略不计。
当物体乙恰好能以0.2米/秒的速度匀速下落时,下列判断中不正确的是
A.绳拉甲物体的力为6牛
B.甲物体的速度为0.2米/秒
C.5秒内绳的拉力对甲物体做的功为60焦
D.绳的拉力做功的功率为1.2W
2.如图所示,轻质均匀杠杆分别挂有重物G A和G B(G A>G B),杠杆水平位置平衡,当两端各再加重力相同的物体后,杠杆
A.仍能保持平衡
B.不能平衡,左端下沉
C.不能平衡,右端下沉
D.不能确定哪端下沉
3.如图所示,用弹簧测力计竖直向上拉杠杆,当杠杆静止时,弹簧测力计示数为10N;若将弹簧测力计改为斜向上拉,使弹簧测力计的轴线与杠杆垂直,当杠杆静止时,弹簧测力计的示数
A.大于10N B.小于10N C.等于10N D.无法判断
4.如图,粗细均匀木棒AB长为1m,水平放置在O、O'两个支点上.已知AO、O'B长度均为0.25m。
若把B端竖直向上稍微抬起一点距离,至少需要用力40N;则木棒的重力为()
A.160N B.120N C.80N D.4ON
5.用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A,要求滑轮的个数要用完(未画出),实验中,拉力F随时间t变化的关系如图甲所示,物体A上升的速度v随时间变化的关系如图乙所示,不计绳重和摩擦,在1~2s内,滑轮组的机械效率为80%,则下列判断中正确的是
A.物体A的重为1500N
B.动滑轮的重为400N
C.物体A从静止开始上升1s后,拉力的功率为500W
D.若将物体A换成重为900N的物体B,则在匀速提升物体B的过程中,滑轮组的机械效率将变为75%
6.某同学自制了一架天平,由于制作粗糙,天平两侧长度不同.当将一物体放在天平的左盘时,右侧砝码的质量为m1,恰好平衡;当将该物体放在天平的右盘时,左侧砝码的质量为m2,天平才平衡.则该物体的质量应为:()
A.B.C.D.无法确定
7.如图,质量分别为m1、m2、m3(m1>m2)的物体通过轻绳和弹簧连接起来,三个物体均处于静止状态.不计弹簧自重、绳重和摩擦,关于此装置的说法错误的是()
A.绳子对m2的拉力大小为m2g
B.绳子对m1的拉力大小为m1g
C.弹簧中拉力大小为(m1-m2)g
D.地面对m3的支持力大小为(m2+m3-m1)g
8.如图所示,斜面长s=4m,高h=2m,用平行于斜面向上的7.5N的拉力将10N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端,则()
A.斜面的机械效率是75% B.物体所受的额外功为20J
C.物体所受的摩擦力等于拉力 D.斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关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.如图所示,粗细均匀的直尺AB,将中点O支起来,在B端放一支蜡烛,在AO的中点C放两支与B端完全相同的蜡烛,此时直尺AB恰好在水平位置平衡,如果将三支蜡烛同时点燃,且它们的燃烧速度相同,那么在蜡烛的燃烧过程中,直尺AB将()
A.A端将逐渐上升
B.始终保持平衡
C.B端将逐渐上升
D.不能保持平衡,待两边蜡烛燃烧完了以后,才能恢复平衡
二、填空题
11.在科技节,小海用传感器设计了如图甲所示的力学装置,杠杆OAB始终在水平位置保持平衡,O为杠杆的支点,OB=3OA,竖直细杆a的上端通过力传感器连在天花板上,下端连在杠杆的A点,竖直细杆b的两端分别与杠杆和物体M固定,水箱的质量为0.8kg,不计杠杆、细杆及连接处的重力.当图甲所示的水箱中装满水时,水的质量为3kg.力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小,图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图象,(取g=10N/kg)
(1)图甲所示的水箱装满水时,水受到的重力为_____N;
(2)物体M的质量为_____kg;
(3)当向水箱中加入质量为1.1kg的水时,力传感器的示数大小为F,水箱对水平面的压强为p1;继续向水箱中加水,当力传感器的示数大小变为4F时,水箱对水平面的压强为p2,则p1:p2=_____.
12.如图为吊装工具示意图,M是重5000N,边长为0.5m正方体的配重物体,杠杆AB的支点为O,OA∶OB=1∶2,当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时,
工人对地面的压力为______N,物体M对地面的压力为______N,压强为______。
(滑轮、杠杆及绳的自重、滑轮组摩擦均不计)
13.如图所示,用 F=20N的力拉物体 A以2m/s速度匀速运动3s,不计滑轮重及绳间摩擦,则A所受的摩擦力是___________,若要使A匀速运动实际所需拉力F′=25N,则此滑轮的效率是_____________.
14.一工人利用如图所示的滑轮组提起重物,当被提起重物的重力是150N时,滑轮组的机械效率为60%。
若忽略绳重、滑轮摩擦,则动滑轮重________N。
15.如图所示,一块均匀的厚木板长 15m,重 400N,对称的搁在相距8m 的A、B两个支架上.一个体重为 500N 的人,从A点出发向左走到离B点_________m 处时,木板将开始翘动.
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,用10N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3N.若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦,则绳子拉物体A的功率为________W,物体A与地面之间的摩擦力为________N。
18.如图6,长为3米的匀质平板的中点能绕固定的支点转动,平板与水平地面的夹角为30°,在板上站两个小孩.已知20千克的甲小孩位于板的中点,30千克的乙小孩位于板的左端.现两个小孩均以0.1米/秒的速度同时向右慢慢移动,_____ s时间后平板开始转动;乙小孩在这一过程中克服自身重力做功的功率为_____ W.(g=10N/kg)
19.如图所示,一轻质杠杆可绕O点转动,在杠杆A端挂一重为60牛的物体甲,在B端施加一个与水平成300角的力F,已知OA∶AB=1∶2。
为使杠杆水平平衡,作用在B端的力F 的大小为_________N.
20.如图,一个轻质杠杆可绕O点转动,甲、乙两物体分别用细线悬挂在杠杆的A、B两端,杠杆在水平位置平衡。
甲物体重10 N,则乙物体重_____N。
如果将支点O向A端移动,____端将下沉(选填“A”或“B”)
三、实验题
21.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。
22.小华用图示装置探究滑轮组的机械效率,实验数据记录如下:
次数物重G/N物体上升高度h/m拉力F/N机械效率η
120.10 1.066.7%
230.10 1.471.4%
360.10 2.5
(1)实验中应竖直向上_____拉动弹簧测力计,绳端移动距离为_____m.
(2)第3次实验的机械效率为_____%.
(3)分析数据可知,提高同一滑轮组的机械效率,可以采取的措施是_____;小华所用动滑轮的重一定小于_____N.
23.如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.
(1)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡.于是小明便得出了杠杆的平衡条件为: F A×OA=F B×OB.他这样得出的结论是否合
理?________.为什么?_______.
(2)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是: ____________________________
(3)小明用如图丙所示的实验装置继续研究“杠杆的机械效率”.实验时,将总重为G的钩码挂在杠杆A处,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h,弹簧测力计的示数为F,其移动的距离为S,则杠杆的机械效率η=___(用题中字母表示).若将钩码移动到B点,仍将它匀速提升h的高度,则弹簧测力计的示数F′___ (>/=/<) F,杠杆的机械效率η′_____ (>/=/<)η24.如图所示,探究小组利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、若干相同钩码、弹簧测力计(单位:N)等实验器材探究杠杆的平衡条件,在探究实验中:
(1)在挂钩码前,小组发现杠杆左端高右端低(如图甲),应将杠杆两端的平衡螺母向
______(选填“左”或“右”)端调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是为了方便读出______;
(2)接着小组在杠杆的两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡(如图乙),这时杠杆两侧受到的作用力大小______(选填“大于”“等于”或“小于”)各自钩码所受重力大小,若在A、B下方再增挂一个相同的钩码,则杠杆______(选填“左”或“右”)端将下沉;
(3)如图丙是已经调节平衡的杠杆,用弹簧测力计在杠杆C处竖直向上拉,在A处挂上适当的钩码,使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计读数为______,钩码总质量为
______kg.(g取10N/kg)
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.建筑工地上,某施工人员利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。
若不计摩擦和绳重,利用这个滑轮匀速提升重为1200N的物体时,所用的拉力是500N。
求:
(1)动滑轮的重力;
(2)此时滑轮组的机械效率;
(3)当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时的拉力。
27.如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机,如果A处螺钉松脱,则支架会绕C点倾翻。
已知AB长40cm,AC长30cm。
室外机的重力为300N,正好处在AB中点。
(1)求A处螺钉的水平拉力为多少N(支架重力不计)
(2)若A处螺钉的水平拉力最大为400N,则在室外机位置不变的情况下,室外机重力不能超过多少?
28.如图所示,重力不计的木杆AOB可绕支点无摩擦转动,已知OA段长为30cm,OB段长为10cm,A端细线下所挂的正方体重物甲静止在水平地面上,重物甲的边长为10cm.当在B点施加竖直向下大小为60N的力F时,A端的细线竖直,木杆恰能在水平位置处于平衡状态,此时物体甲对地面的压强为3000Pa.
(1)重物甲受到地面的支持力大小
(2)当B端拉力为60N时,A端绳上的拉力是多少?物体的重力是多少?
(3)当B端的拉力变为12N,物体甲对地面的压强。
29.如图所示,利用质量为1.5 t的汽车将矿井中的矿石以2 m/s的速度匀速向上提升.已知汽车的最大功率为10 kW,汽车轮胎与地面的阻力为车重的0.1倍,轮胎与水平地面总的接触面积为0.2 m2,动滑轮质量为25 kg,不计滑轮摩擦及绳重,g取10 N/kg.求
(1)汽车对地面的压强,若提升1 000 kg矿石至地面用时30 s,绳子对矿石做的功.(2)保持提升矿石的速度不变,滑轮组的最大机械效率
30.如图所示,拉力F=100N,物体重G=180N,物体被匀速提升的距离h=4m,不计绳重和摩擦.求:
(1)拉力所做的总功.
(2)当物体重G=180N时,该滑轮组的机械效率η.
(3)动滑轮重.
(4)当物体重增加到200N时,10s内物体被匀速提高,绳子移动距离为10m,拉力做功的功率.此时机械效率如何变化.
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一、选择题
1.C
解析:C
【详解】
A.图示滑轮为定滑轮,绳的重力和滑轮处的摩擦忽略不计,乙匀速下落,所以绳拉甲物体的力
F=G乙=6N
故A正确不符合题意;
B.图示滑轮为定滑轮,甲、乙物体移动的速度相同,甲物体的速度v甲=v乙=0.2m/s,故B正确不符合题意;
C.5s内甲物体移动的距离
s=v甲t=0.2m/s×5s=1m
绳的拉力对甲物体做的功
W=Fs=6N×1m=6J 故C错误符合题意;
D.绳的拉力对甲物体做功功率
P=W
t
=
6J
5s
=1.2W
故D正确不符合题意。
2.C
解析:C
【详解】
杠杆原来在水平位置处于平衡状态,此时作用在杠杆上的力分别为G A和G B,其对应的力臂分别为l A和l B,如图所示:
根据杠杆平衡条件可得:G A l A=G B l B;
已知G A>G B所以l A<l B,当两端各再加重力相同的物体后,设增加的物重为G,此时左边力和力臂的乘积:
(G A+G)⋅l A=G A l A+Gl A
右边力和力臂的乘积:
(G B+G)⋅l B=G B l B+Gl B
由于l A<l B,所以Gl A<Gl B;
所以:
G A l A+Gl A<G B l B+Gl B
即右边力和力臂的乘积较大,所以杠杆不能平衡,向右端下沉。
故选C。
3.B
解析:B
【分析】
根据弹簧测力计拉力力臂的变化情况,应用杠杆平衡条件分析答题.
【详解】
根据题意作图:
如图所示,开始时弹簧测力计力臂为L F ,当拉力与杠杆垂直时,动力臂变为L F ′,弹簧拉力力臂变大,且此时动力臂最长;
而阻力与阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知,弹簧测力计拉力变小,即弹簧测力计的示数小于10N .
故选B .
4.B
解析:B
【详解】
设木棒AB 的重心在C 点,抬起B 端时的支点为O ,由于AO =0.25m ,则抬B 端的力的力臂
OB =AB −AO =1m−0.25m =0.75m
木棒AB 的重心距离支点的距离,即重力的力臂 111m 0.25m 0.25m 22
OC O C AB AO '=
-⨯-=== 木棒平衡,则有 F ×OB =G ×OC
木棒的重力
40N 0.75m =120N 0.25m
F OB
G OC ⨯⨯=
= 故B 正确。
故选B 。
5.D
解析:D
【详解】
用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A ,要求滑轮的个数要用完,则承担物重和动滑轮重的绳子段数为3,如图所示:
A .已知在1s ~2s 内,滑轮组的机械效率为80%,由甲图可知,在1~2s 内拉力500N F =,由W Gh G W nFh nF
η===有用总可得物体A 的重是 33500N 80%1200N A G F η=⋅=⨯⨯=
故A 错误;
B .不计绳重和摩擦,根据1
F G G n
=+物动()得动滑轮的重是 33500N 1200N 300N A G F G =-=⨯-=动
故B 错误;
C .由甲图知,1s 后的拉力F =500N ,由乙图可知1s 后物体的速度1m/s v 物=,则绳子自由端移动的速度
331m/s 3m/s v v 绳物==⨯=
所以拉力F 的功率
500N 3m/s 1500W P Fv 绳==⨯=
故C 错误;
D .若将重物A 的重力减小为900N ,由于滑轮组不变,不计绳重和摩擦,此时滑轮组的机械效率
()900N 100%75%900N 300N
W Gh G W G G G G h η====⨯=+++有用总动动 故D 正确。
故选D 。
6.A
解析:A
【解析】
【详解】
天平在水平位置平衡,如图设天平的左半段是l2,右半段是l1,把物体m放在不等臂天平的左盘,右盘放m1砝码,天平平衡,所以mgl2=m1gl1--①,
把物体m放在不等臂天平的右盘,左盘放m2砝码,天平平衡,
所以m2gl2=mgl1--②,
①
得
②
1
2
m m
=
m m
即m2=m1m2 所以m=
12
m m;故选A
7.A
解析:A
【解析】
分析:分别对质量为m1、m2、m3的物体进行受力分析,然后对照各选项逐一进行判断即可.
解答:如图所示:
A、根据定滑轮工作特点可知,绳子对甲物体的拉力等于物体乙对绳子的拉力,等于乙物体的重力,所以,绳子对甲物体的拉力大小为m1g,故A错误;
B、对乙物体进行受力分析可知,此时乙物体的重力与绳子对乙物体的拉力是一对平衡力,所以,绳子对乙物体的拉力大小为m1g.故B正确;
C、弹簧中拉力为乙物体与甲物体的重力之差,即(m1-m2)g,故C正确;
D、对丙物体进行受力分析可知,物体丙受到地面的支持力、甲物体的压力(等于重力)、乙物体的拉力(等于重力)三个力的作用,地面对丙物体的支持力大小为(m2+m3-m1)g.故D正确.
故选A.
【点睛】此题考查定滑轮及其工作特点、力与运动的关系,关键是对各个物体进行正确的受力分析,有一定难度!
8.D
解析:D
【解析】A、总功为:,
有用功:,
机械效率为:,故A错误;
B、额外功为:,故B错误;
C、额外功为克服摩擦力所做的功,所以物体所受的摩擦力为:,摩擦力不等于拉力,故C错误;
D、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面粗糙程度有关,因为两者都影响摩擦力的大小,而克服摩擦力做的是额外功,所以影响机械效率,故D正确.
故选D.
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η
W 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
【详解】
设一只蜡烛的质量为m,直尺长度为L,因为
2m×1
4
L=m×
1
2
L
所以直尺在水平位置平衡;因为三支蜡烛同时点燃,并且燃烧速度相同,所以三支蜡烛因燃烧减少的质量m′相同,因为
2(m−m′)×1
4
L=(m−m′)×
1
2
L
所以在燃烧过程中直尺仍能平衡。
故选B。
二、填空题
11.0.2 2:3
【详解】
第一空.根据题意知道,当图甲所示的水箱中装满水时,水的质量为3kg ,所以,水受到的重力是:
G 水=m 水g =3kg×10N/kg=30N ;
第二空.由图乙知道,
解析:0.2 2:3
【详解】
第一空.根据题意知道,当图甲所示的水箱中装满水时,水的质量为3kg ,所以,水受到的重力是:
G 水=m 水g =3kg×10N/kg =30N ;
第二空.由图乙知道,水箱中没有水时(m =0),压力传感器受到的拉力F 0=6N ,由杠杆的平衡条件F 1L 1=F 2L 2知道,
F 0•OA =
G M •OB ,
所以,
016N=2N 3
M OA G F OB ==⨯ 即物体M 的质量是:
2N 0.2kg 10N/kg
M M G m g === ; 第三空.设M 的底面积为S ,压力传感器示数为0时M 浸入水中的深度为h 1,M 的高度为h ,当压力传感器的压力为零时,M 受到的浮力等于M 的重力2N ,
由阿基米德原理知道:
ρ水g Sh 1=2N ﹣﹣﹣﹣﹣①
由图乙知道,当M 完全浸没时,压力传感器的示数为24N ,
由杠杆的平衡条件知道,F A •OA =F B •OB ,
所以,
124N 8N 3
B A OA F F OB ==⨯=, M 受到竖直向上的浮力.竖直向下的重力和杆的作用力,则此时M 受到的浮力是: F 浮=G M +F B =2N+8N =10N ,
由阿基米德原理可知,
ρ水gSh =10N ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②解得:
h =5h 1,
由图乙知道,加水1kg 时水面达到M 的下表面(此时浮力为0),加水2kg 时M 刚好浸没(此时浮力为10N ),该过程中增加水的质量为1kg ,浮力增大了10N ,所以,每加0.1kg 水,物体M 受到的浮力增加1N ,当向水箱中加入质量为1.1kg 的水时,受到的浮力为1N ,B 点受到的向上的力是:
F B ′=
G M ﹣F 浮′=2N ﹣1N =1N ,
由杠杆的平衡条件知道,
31N 3N B OB F F OA
'==⨯=, 当力传感器的示数大小变为4F 时,B 点受到的向下的力是 :
1443N=4N 3
B OA F F OB ''=
⨯=⨯⨯, 此时M 受到的浮力是:
F 浮″=
G M +F B ″=2N+4N =6N ,
再次注入水的质量是: 6N 1kg 0.1kg 0.5kg 10N
m '⨯水=﹣= , 当向水箱中加入质量为1.1kg 的水时,水箱对水平面的压力:
F 1=(m 水箱+m 水+m M )g ﹣F B ′=(0.8kg+1.1kg+0.2kg )×10N/kg ﹣1N =20N ,
继续向水箱中加水,当力传感器的示数大小变为4F 时,水箱对水平面的压力: F 2=(m 水箱+m 水+m M +m 水′)g +F B ″=(0.8kg+1.1kg+0.2kg+0.5kg )×10N/kg+4N =30N , 所以,两种情况下水箱对水平面的压强之比为:
1
112
2220N 2=30N 3F S P F F P F S ===水箱水箱
. 12.4550 1.82×104Pa
【分析】
工人竖直向下匀速拉动绳子时,先对工人进行受力分析,受竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力,人对绳子的拉力等于绳子对人的拉力,又知道
解析:4550 1.82×104Pa
【分析】
工人竖直向下匀速拉动绳子时,先对工人进行受力分析,受竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力,人对绳子的拉力等于绳子对人的拉力,又知道人的重力,从而可以计算出地面对人的支持力,根据力作用的相互性可知工人对地面的压力;分析杠杆A 端受到的拉力,利用杠杆的平衡条件求出B 端受到的拉力,对M 进行受力分析得出地面对物体的支持力即物体M 对地面的压力,根据F p S
=
算出物体M 对地面的压强。
【详解】
[1]工人竖直向下匀速拉动绳子时,工人受到竖直向下的重力G 人、竖直向上的拉力F 、竖直向上的支持力F 支,由力的平衡条件F +F 支=G 人,可得
F 支=
G 人﹣F =700N ﹣300N =400N
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以工人对地面的压力
F 压=F 支=400N
[2]滑轮、绳的自重、滑轮组摩擦均不计,则定滑轮受3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力,由力的平衡条件可得杠杆对定滑轮的拉力
F A ′=3F =3×300N =900N
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力,大小相等,则
F A = F A ′=900N
根据OA ∶OB =1∶2和杠杆的平衡条件F A ×OA =F B ×OB ,可得
900N 450N 2A B F OA OA F OB OA
⨯⨯=== 因为物体间力的作用是相互的,所以杠杆对物体M 的拉力等于物体M 对杠杆的拉力,即
F B ′=F B =450N 物体M 受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,则物体M 受到的支持力为
F M 支持=
G M ﹣F B ′=5000N ﹣450N =4550N
因为物体间力的作用是相互的,所以物体M 对地面的压力
F M 压=F M 支持=4550N
[3]物体M 对地面的压强
4M 4550N 1.8210Pa 0.5m 0.5m
F p S ===⨯⨯压 13.10N 80
【详解】
因不计滑轮重及绳间摩擦,物体A 所受的摩擦力f=F=×20N=10N ;此滑轮机械效
率为====2×=80%.
解析:10N 80%
【详解】
因不计滑轮重及绳间摩擦,物体A 所受的摩擦力f=12F=12
×20N=10N ;此滑轮机械效率为η=W W 有总=f s Fs 物拉=2f F ⨯=2×10N 25N
=80%. 14.100
【详解】
因不计绳重和摩擦,由题意可知,效率
则动滑轮的重力为
故动滑轮的重力为100N 。
解析:100
【详解】
因不计绳重和摩擦,由题意可知,效率
=60%G G G η=
+物物动
则动滑轮的重力为 150N =
-=
-150N=100N 60%G G G η物动物 故动滑轮的重力为100N 。
15.2
【解析】
【详解】
当木板开始翘动时,动力为人的体重500N ,此时距离支点A 的距离为动力臂,阻力为木板自重大小为400N ,作用点位于木板重心,即木板中央,距离支点A 长度为4m ,由杠杆平衡条件可得
解析:2
【解析】
【详解】
当木板开始翘动时,动力为人的体重500N ,此时距离支点A 的距离为动力臂,阻力为木板自重大小为400N ,作用点位于木板重心,即木板中央,距离支点A 长度为4m ,由杠杆平衡条件1122Fl F l =可得:
1500N?400N?4m l =
解得此时人距离A 点3.2m ,距离B 点:
3.2m+8m=11.2m 。
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 =1n
(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 =-2230N 510m
F S =⨯压=600Pa 。
17.2
【解析】
【分析】
(1)由图可知,拉着动滑轮移动时,绳子的拉力为F 的一半,由可求得绳子拉物体A 的功率;
(2)由图可知,B 物体静止处于平衡状态,受到的水平向右的摩擦力和水平向左的拉力是
解析:2
【解析】
【分析】
(1)由图可知,拉着动滑轮移动时,绳子的拉力为F 的一半,由P Fv =可求得绳子拉物体A 的功率;
(2)由图可知,B 物体静止处于平衡状态,受到的水平向右的摩擦力和水平向左的拉力是一对平衡力,二力大小相等,B 受到的摩擦力与A 受到B 摩擦力是一对相互作用力,据此求出B 给A 的水平向左的摩擦力,对物体A 受力分析,根据力的平衡条件求出地面与A 间的摩擦力;
【详解】
(1)由图可知,滑轮为动滑轮,绳子的拉力为F 的一半,即
1110N 5N 22
F F '==⨯=, 则绳子拉物体A 的功率:
5N 0.2m/s 1W W F s P F v t t
'==='=⨯=; (2)由图和题意可知,B 物体静止处于平衡状态,受到的水平向右的摩擦力和水平向左的拉力是一对平衡力,二力大小相等,由弹簧测力计示数可知,B 受到水平向右的摩擦力为f B =3N ;因B 受到的摩擦力与A 受到B 摩擦力是一对相互作用力,所以,B 给A 的水平向。