上海市名校 2022 学年八年级下学期物理期中试卷附答案(共2套)
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上海市名校2022 学年八年级下学期物理期中试卷(一)
一、选择题(每题2分,共30分)
1.下列工具在使用时能起到“省距离”作用的是( )
A.定滑轮 B.开瓶起子
C.镊子 D.老虎钳
2.工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房,他们设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面).其中最省力的方案是( )
A. B.
C. D.
3.用剪刀剪叠得较厚的纸片或布时,用剪刀的刀尖不容易剪断,改用剪刀刀口的中部去剪,却很容易剪断。
这是因为( )
A.增大了动力 B.增大了动力臂
C.减小了阻力 D.减小了阻力臂
4.下列运动中的物体,没有力对其做功的是( )
A.在草坪上滚动的足球
B.在水平轨道上匀速行驶的列车
C.从高处下落的雨滴
D.在光滑水平面上做匀速直线滑动的物体
5.物体在平衡力的作用下运动,则下列说法中正确的是( )
A.动能一定不变,机械能可能改变
B.动能一定不变,机械能一定不变
C.动能可能不变,机械能可能改变
D.动能可能不变,机械能一定不变
6.某杠杆在力的作用下已经处于平衡状态,如果在这个杠杆上再施加一个力的作用,则该杠杆将( ) A.杠杆仍有可能平衡,只要这个力的作用线与杠杆垂直
B.杠杆仍有可能平衡,只要这个力的作用线通过支点
C.杠杆仍有可能平衡,但这个力必须作用在支点上
D.杠杆不可能平衡,因为多了一个力
7.如图所示的装置中,甲物重10N,乙物重8N。
甲、乙均保持静止状态,不计弹簧测力计自重。
则甲受到的合力和弹簧测力计的示数分别是( )
A.0 N,16 N B.0 N,8 N C.2 N,8 N D.2 N,16 N
8.如图所示,放在水平桌面上的物体A重50牛,通过滑轮与一个重20牛的物体B连接在一起,此时刚好可以使A匀速向右运动,若滑轮重及滑轮与细绳之间的摩擦不计,则物体A与水平桌面间的摩擦力为( )
A.10 牛 B.20 牛 C.40 牛 D.50 牛
9.一端细一端粗的直棒AB,两端各放一支相同的蜡烛,然后支起来并使两端平衡,如图所示。
然后点燃这两支蜡烛,当两支蜡烛都燃烧掉一半之后,直棒将( )
A.A端上升 B.B端上升 C.仍然平衡 D.无法判断
10.乒乓球、保龄球等表面都是光滑的,为什么高尔夫球的表面上布满小坑呢?经有关科学家研究发现:两个等大的球,一个表面布满小坑,另一个光滑,在空中高速飞行时,表面布满小坑的球受到的空气阻力较小。
现将质量与体积均相等的两个小球A(表面布满小坑)与B(表面光滑)分别利用细绳悬挂在等臂杠杆的两端,使杠杆水平平衡,如图所示。
当从两球正下方同时以相同速度(足够大)的风对准它们竖直向上吹时,则以下的说法中正确的是( )
A.杠杆右端下降
B.杠杆左端下降
C.杠杆仍然在水平方向处于平衡状态
D.无法判断杠杆的转动情况
11.如图所示的三只相同的烧杯分别放有质量相等的煤油、水、硫酸,根据液面高度判断盛硫酸的是( )
A.甲杯 B.乙杯 C.丙杯 D.无法判断
12.将质量为54克的铝(ρ=2.7×103千克/米3)制成体积为25厘米3的空心盒,那么此盒子的空心部分的体积是( )
A.1厘米3 B.2厘米3 C.5厘米3 D.10厘米3
13.医院里有一只容积为10分米3的氧气瓶,里面装有密度为2.5千克/米3的氧气。
若某次抢救病人用去了5克氧气,则瓶内剩余氧气的密度为( )
A.1.5千克/米3 B.2千克/米3
C.2.2千克/米3 D.2.5千克/米3
14.如图所示。
A、B、C是三个高度相同而倾角不同的光滑斜面,让质量相同的小球沿斜面从顶端运动到底端,比较小球滚到底端时速度的大小为( )
A.在A斜面的速度最大 B.在C斜面的速度最大
C.三个斜面的速度一样大 D.无法判断
15.如图所示,放在水平地面上的圆柱体A、B高度相等,A的密度小于B的密度。
若在两物体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的质量相等,则剩余部分的厚度h A′、h B′及切去部分质量Δm A与Δm B的关系是( )
A.若h A′>h B′,则Δm A可能大于Δm B
B.若h A′>h B′,则Δm A一定大于Δm B
C.若h A′<h B′,则Δm A可能大于Δm B
D.若h A′<h B′,则Δm A一定大于Δm B
二、填空题(共19分)
16.铁的密度为7.8×103千克/米3,它的物理意义是: 。
冰块吸热后有4dm3的冰熔化成水,则化成水的质量为。
在“测量物质密度”的实验中,实验原理是。
该实验与“探究物质质量与体积关系”实验所需要的测量仪器(选填“相同”或“不同”),在“探究物质质量与体积关系”时需要多次实验的目的是。
17.如图所示,若将注射器的出口封住,将活塞向外拉的过程中,被封在注射器内的空气的质量将,密度将。
(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
18.如图所示,不计滑轮质量及转轴处的摩擦,物体A、B重均为6牛,在水平拉力的作用下使物体A、B做匀速直线运动。
若它们受到的滑动摩擦力均为2牛,则拉力F1为牛。
物体B在5秒内运动了2米,则拉力F2对物体B做了焦的功,它的功率是瓦。
19.如图所示的轻质直角曲杆AOCB可绕O点转动,A点挂一重物,若在B点分别施加力F1、F2、F3、F4,使杠杆在图示位置平衡,则这四个力中最小的是。
20.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。
由图可知:物体与水平地面之间的滑动摩擦力为牛;推力F在3s 时的功率为瓦;在匀速直线运动阶段推力F做的功为焦。
21.一质量分布均匀自重为10牛的等边三角形木板OAB,可绕水平轴O在竖直平面内无摩擦转动。
若在B点施加一个最小的力F使木板静止在水平位置(如图所示),则这个力F的大小为牛;方向。
若在B 点施加一个始终垂直于OB的力F,使木板从图示位置缓慢逆时针旋转90°则此过程中力F将。
22.边长为0.1m质量均匀的正方体物体M,重力为50N。
如图所示装置,横杆可绕固定点O在竖直平面内转动,系在横杆B端的细绳通过动滑轮连着物体M,用力F在A点竖直向上提横杆时,横杆在水平位置平衡,此时物体M受到地面的支持力为16N,若仍用力F在距离A点0.1m处竖直向上使横杆仍在水平位置平衡,此时物体M受到地面支持力为10N,已知横杆长OB=0.8m,OA=0.6m,g取10N/kg,不计横杆质量、绳质量和摩擦,则力F的大小为N,动滑轮重力为N。
三、作图题(共6分)
23.如图所示,轻质杠杆OA在力F1、F2作用下处于静止状态,l2是力F2的力臂,请在图中画出力F1的力臂l1和力F2的示意图。
24.如图所示,以硬尺上某位置为支点O,在尺上挂一重3N的物体M,尺在竖直向上的拉力F作用下保持水平静止,尺的质量不计。
(1)O在 dm刻度线处。
(2)画出F的力臂L。
四、综合题(共45分)
25.老张利用图(a)所示的独轮车运送货物(不考虑独轮车的重力)。
①当老张抬起该独轮车,其对应的侧视图如图(b)所示。
已知货物的重力G为1200牛,求老张向上的提力F。
②若老张的最大提力为700牛,他能否利用该独轮车运送1800牛的货物,请说明理由。
26.如图所示的杠杆AB,O为支点,在A端挂一重为20牛的物体作为阻力F2。
(1)若AB为轻质杠杆(重力忽略不计),在B端施加一个竖直向下的动力F1使杠杆在水平位置平衡,求动力F1的大小。
(2)若AB为均匀杠杆且重力无法忽略,此时杠杆恰好在水平位置平衡,求杠杆AB的重力G0。
(3)若实心均匀杠杆AB的重力G为30牛,杠杆无法在水平位置平衡。
如果切去BC段后,杠杆恰好在水平位置平衡,求BC段的长度L。
27.如图所示,高为0.3米、底面积为1×10﹣2米2的薄壁轻质圆柱形容器放在水平地面上,容器中盛满水。
求: (1)水的质量和重力。
(2)将一个体积为2×10﹣3米3的实心均匀圆柱体物块A浸没在容器内的水中后,整个容器在物块A放入前后的总质量的变化量Δm是物体A质量的0.8倍,求物体A的密度。
28.如图(a)所示的实验装置可以探究杠杆受多个力时的平衡条件。
在已调节好的杠杆两端挂上不同数量的钩码,并适当移动钩码的位置,使杠杆水平平衡,记下钩码的数量和位置。
通过改变钩码的数量和位置,按照同样的方法再做两次,将实验得到的数据填在表中。
表中数据是以一个钩码的重力为力的单位,以杠杆的每小格为长度的单位。
实验次 数 动力F1 动力臂
L1
阻力
F2
阻力臂
L2
阻力
F3
阻力臂
L 3
1 1 5 1 1
2 2
2 2 6 1 2 2 5
3 3 7 1 5
4 4
(1)若实验开始前杠杆右端低左端高,需要将向调节使杠杆水平平衡,分析表中的数据,可得杠杆的平衡条件是。
(填写关系式)
(2)在农村还广泛使用的杆秤就利用了上述原理。
图(b)是一根杆秤的示意图。
小明用刻度尺测量杆秤上的主要刻度的示数m到提扭O的距离x,并做出m﹣x关系图像,如图(c)所示。
接着用刻度尺测量挂钩到提扭O的距离L为5厘米。
由上述条件可知,该杆秤自身的重心在O点的侧。
设杆秤质量为m0,重心到提扭的距离L0,秤砣质量为M。
则当杆秤平衡时,m0、L0、M、x、m和L之间满足关系式: 。
根据上述关系式,代入图(c)中的数据后可知该秤砣的质量M为千克。
29.为了研究物质的某种特性,一位同学分别用甲、乙两种不同的液体做实验。
实验时,他用量筒和天平分别测出甲(或乙)液体在不同体积时的质量,下表记录的是实验测得的数据及求得的质量跟体积的比值。
物质 实验次数 体积(cm3) 质量(g) 质量/体积(g/cm3)
甲 1 10 18 1.8
2 20 36 1.8
3 30 5
4 1.8
乙 4 10 8 0.80
5 20 1
6 0.80
6 30 24 0.80
(1)分析表中的实验次数1与2、3或4与5、6的体积及质量的倍数关系,可归纳得出结论 。
(2)分析表中实验次数 可归纳得出结论是:相同体积的甲、乙两种液体,他们的质量是不相同的。
(3)分析表中甲、乙两种液体的质量与体积的比值关系,可归纳得出结论是: 。
30.某物理兴趣小组研究物块从斜面由静止下滑至底端过程中势能变化量△E p与动能变化量△E k的大小关系。
他们选取了倾角、长度相同但材料不同的斜面进行实验,已知玻璃表面最光滑,木板表面其次,石板表面较为粗糙。
他们将物块放在斜面A位置由静止下滑,如图所示,用传感器测出物块在A、B、C、D、E五个位置时的势能
E p、动能E k大小,并将数据记录在表格中。
物块 势能 动能E k/焦 动能E k/焦 动能E k/焦
位置 E p/焦 (玻璃表面) (木板表面) (石板表面)
A 1.00 0.00 0.00
B 0.75 0.17 0.15 0.12
C 0.50 0.34 0.30 0.24
D 0.25 0.51 0.45 0.36
E 0.00 0.68 0.60 0.48
(1)请填写表格中空缺的数据;
(2)请分析物块的势能、动能的大小变化情况 。
(3)分析表中数据及相关条件,物块从同一斜面由静止下滑至底端过程中△E p与△E k的大小关系是 ;
请在相关结论的基础上对△E p与△E k的大小关系进行合理推理: 。
参考答案与试题解析
一、选择题(每题2分,共30分)
1.【名师解答】解:A、定滑轮实质是一等臂杠杆,不省力也不省距离,故A不符合题意;
BD、开瓶起子、老虎钳在使用时,动力臂大于阻力臂,不能起到“省距离”作用,故BD不符合题意;
C、镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,能起到“省距离”作用,故C符合题意。
故选:C。
2.【名师解答】解:在以上四种情况中,BCD都将物体与地面之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,减小了物体与地面之间的摩擦力,而A没有,所以首先可以排除A。
在B中使用的是定滑轮,只能改变力的方向不能省力,其所用力的大小与D是一样的。
都等于物体与地面之间的滚动摩擦力。
在C中使用的是动滑轮,动滑轮能够省一半的力,所以,此时的拉力等于物体与地面之间滚动摩擦力的一半。
所以此时所用的力最小,即最省力。
综上分析,故选:C。
3.【名师解答】解:用剪刀剪硬纸片时,用刀口中部比用刀口头部剪,动力臂的大小不变,减小阻力臂的大小,从而更加省力,所以容易把硬纸片剪断。
综上所述选项A、B、C错误,D正确。
故选:D。
4.【名师解答】解:A、在草坪上滚动的足球,克服摩擦阻力做功,符合做功的两个必要因素,力做了功,故A不符合题意;
B、在水平轨道上匀速行驶的受到牵引力作用,且在力的方向上移动了距离,符合做功的两个必要因素,力做了
功,故B不符合题意;
C、从高处下落的雨滴受到重力作用,在力的方向上移动了距离,符合做功的两个必要因素,力做了功,故C不
符合题意;
D、在光滑水平面上的物体做匀速直线运动,水平方向没有受到力的作用,竖直方向上受到重力和支持力的作用,
但物体没有在重力和支持力的方向上通过距离,所以没有力做功,故D符合题意。
故选:D。
5.【名师解答】解:物体在平衡力的作用下,物体处于平衡状态,即静止状态或匀速直线运动状态,其速度一定不变,所以动能不变;
由于物体可以是匀速向上或向下运动,因此,其重力势能可以是变化的,故机械能也可以是变化的。
综上所述,动能一定不变,而机械能可能改变。
故选:A。
6.【名师解答】解:杠杆是否平衡要看两边所受力和力臂的乘积是否相等,施加了力,若力臂为0,也不会影响杠杆的平衡;使力臂为0的力有:力的作用点在支点或力的作用线通过支点,故B正确。
故选:B。
7.【名师解答】解:由于物体甲静止处于平衡状态,所以受到的合力为零;弹簧测力计受到乙对它一个向右的拉力,这个拉力就等于乙的重力,则弹簧测力的示数就等于这个拉力,即等于乙的重力8N。
故选:B。
8.【名师解答】解:由题知,物体A在水平桌面上向右做匀速运动,处于平衡状态,
由二力平衡条件可得,物体A在水平方向上受到向左的摩擦力:f=F,
因滑轮重及滑轮与细绳之间的摩擦不计,且上面的滑轮为定滑轮,下面的滑轮为倒置的动滑轮,
则由力的平衡条件可知物体A受到向右的拉力:F=2G B=2×20N=40N,
所以物体A与水平桌面间的摩擦力:f=F=40N。
故选:C。
9.【名师解答】解:根据图示可知,OA>OB,则两侧的力臂关系为L左>L右;
当两支相同的蜡烛都燃烧掉一半之后,两侧减少的重力相同,但左侧减少的力与力臂的乘积较大,剩余蜡烛与相应力臂的乘积A端小于B端,因此B端下沉,A端上升。
故选:A。
10.【名师解答】解:由题意知:风向上吹相当于小球向下运动时受到的阻力,所以小球受到的阻力向上,对小球进行受力分析,小球受三个力作用,向下的重力,向上的拉力和阻力,表面布满小坑的球阻力小,但是两球重力一样,所以表面布满小坑的球拉力大,也就是对杠杆的拉力大。
而它们原先处于平衡状态,所以,杠杆左端下降。
故选:B。
11.【名师解答】解:已知:三种液体的质量相等,其密度关系为ρ硫酸>ρ水>ρ煤油,
由v=可得,密度越大,体积越小,因此硫酸的密度最大,体积为最小,即丙为硫酸;
而煤油的密度最小,其体积最大,即乙为煤油;则甲为水。
故选:C。
12.【名师解答】解:由ρ=可得,54g铝的体积为:
V铝===20cm3,
空心部分体积:
V空=V盒﹣V铝=25cm3﹣20cm3=5cm3。
故选:C。
13.【名师解答】解:由密度公式ρ=得:
m=ρV=10×10﹣3m3×2.5kg/m3=25×10﹣3kg=25g;
抢救病人用去了5克氧气,剩余氧气质量m2=25g﹣5g=20g;
剩余氧气的体积不变,剩余氧气的密度:
ρ2===2kg/m3。
故选B。
14.【名师解答】解:由于斜面光滑,所以小球在斜面上运动时,没有机械能的损失;由于三个小球的质量相同,高度相同,所以重力势能相同;故质量相同小球向下滚动时,其质量不变,速度增加,高度减小,即是将重力势能转化为动能的过程,到达斜面底端后,小球的全部重力势能都转化为动能,所以小球在斜面底端的动能是相同的;由于小球的质量相同,所以小球到达斜面底端的速度是相同的。
故选:C。
15.【名师解答】解:
根据m=ρV=ρSh,当剩余质量一样时,可以把ρS看成一个整体,若h A′>h B′,则ρA S A<ρB S B,切去部分仍然是公式m=ρSh,因为高度相同,切除部分h A′切<h B′切,Δm A=ρA S A h A′切,Δm B=ρB S B h B′切,其中,ρA S A<ρB S B,h A′切<h B′切,Δm A一定小于Δm B,故A、B都错误;
根据m=ρV=ρSh,当剩余质量一样时,可以把ρS看成一个整体,若h A′<h B′,则ρA S A>ρB S B,切去部分仍然是公式m=ρSh,因为高度相同,切除部分h A′切<h B′切,Δm A=ρA S A h A′切,Δm B=ρB S B h B′切,其中,ρA S A>ρB S B,h A′切>h B′切,Δm A一定小于Δm B,故C错误、D正确;
故选:D。
二、填空题(共19分)
16.【名师解答】解:铁的密度是7.8×103千克/米3,表示的物理意义是体积是1米3的铁的质量是7.8×103千克;
因为ρ=,所以熔化后水的质量为m水=m冰=ρ冰V冰=0.9×103kg/m3×4×10﹣3m3=3.6kg;
测物质密度的原理是ρ=;
该实验与探究物质质量与体积关系”实验所需要的测量仪器相同;为了得到物体质量与体积的关系,要进行多次测量,这样做目的是使实验结论更具普遍性。
故答案为:体积是1米3的铁的质量是7.8×103千克;3.6kg;ρ=;相同;使实验结论更具普遍性。
17.【名师解答】解:把活塞向外拉的过程中,筒内的空间体积变大,而质量是物体的一种属性,体积变化不会引起质量变化,即被封在注射器内空气的质量不变;
根据密度公式ρ=可知:当质量m不变、体积V变大后,注射器内空气的密度将变小。
故答案为:不变;变小。
18.【名师解答】解:(1)已知滑动摩擦力均为2牛,从图中可知A物体使用的是定滑轮,定滑轮不省力,故拉力F1为2N,
(2)从图中可知B有二段绳子在拉物体,故物体B受到的拉力F2=f=×2N=1N;
经过5秒,绳端的移动的距离s′=2s=2×2m=4m;
拉力做功W=F2s′=1N×4m=4J;
功率P===0.8W。
故答案为:2;4;0.8。
19.【名师解答】解:由图可知,O为支点,根据力臂的定义可知,动力F1对应的动力臂小于BC的长度;动力F2、F4对应的动力臂等于BC的长度;动力F3对应的动力臂为OB,大于BC的长度;所以OB是最长的动力臂;由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力和阻力臂都一定的情况下,动力臂越长则动力越小;因为F3对应的动力臂最长,所以F3最小。
故答案为:F3。
20.【名师解答】解:(1)由乙图中的右图可知,4s~6s内,物体做匀速直线运动,此时物体处于平衡状态,水平方向受到的摩擦力和推力是一对平衡力,由乙图中左图可知,4s~6s内,物体受到的推力为2N,则物体受到的滑动摩擦力为2N;因滑动摩擦力的大小与物体的压力和接触面的粗糙程度有关,与速度的大小无关,所以物体与水平地面之间的滑动摩擦力为2N;
(2)由乙图中的右图可知,2s~4s内,物体做匀加速直线运动,物体在3s时的速度为v=2m/s;由图乙左图可知,此时的推力为3N,则推力的功率为:
P===Fv=3N×3m/s=9W;
(3)由v=可得,4~6s内物体运动的距离:s=vt=4m/s×2s=8m,此过程中推力F对物体做的功:W=F's =2N×8m=16J。
故答案为:2;9;16。
21.【名师解答】解:
(1)由题知,转动木板时可将它看成一个杠杆,O为支点,阻力为等边三角形木板的重力,作用点在其重心处,以OB长为动力臂是最长的动力臂,此时动力是最小的,如图所示:
为使木板静止在水平位置,力F的方向应竖直向上;
根据杠杆的平衡条件有:F×OB=G×OC,且OB=2OC,
所以最小力F=G=×10N=5N;
(2)若在B点施加一个始终垂直于OB的力F,则动力臂不变,逆时针旋转90°的过程中阻力臂先变大后变小,阻力G不变,由杠杆的平衡条件知,动力F先变大后变小。
故答案为:5;竖直向上;变大后变小。
22.【名师解答】解:用力F在A点竖直向上提横杆时,横杆在水平位置平衡,此时物体M受到地面的支持力为16N,
由杠杆的平衡条件可得:F×OA=F B×OB,
则B端受到绳子的拉力:F B=×F=×F=F,
把动滑轮和物体M看做整体,受到竖直向上两股绳子的拉力、地面对M的支持力和竖直向下动滑轮和物体M 的重力作用处于平衡状态,
所以,由整体受到的合力为零可得:2F B+F支持=G M+G动,即2×F+16N=50N+G动﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 若仍用力F在距离A点0.1m处竖直向上使横杆仍在水平位置平衡,此时物体M受到地面支持力为10N, 由16N>10N可知,绳子的拉力变大,在拉力F和杠杆B端绳子拉力的力臂OB不变的情况下,拉力F的力臂应变大,
此时拉力F的力臂L F=OA+0.1m=0.6m+0.1m=0.7m,
由杠杆的平衡条件可得:F×L F=F B′×OB,
则B端受到绳子的拉力:F B′=×F=×F=F,
把动滑轮和物体M看做整体,由整体受到的合力为零可得:2F B′+F支持′=G M+G动,即2×F+10N=50N+G
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
动
由①②可得:F=24N,G动=2N。
故答案为:24;2。
三、作图题(共6分)
23.【名师解答】解:过力臂L2的右端,作垂直于L2的直线,与杠杆OA的交点为力F2的作用点,方向斜向左上方,OA即为F1的力臂l1;
如图所示:
24.【名师解答】解:(1)已知动力F的方向竖直向上,物体M对硬尺的拉力为阻力,方向竖直向下;
因为动力大于阻力,所以动力臂小于阻力臂,支点O的位置在拉力作用点的左侧;
设支点O点到拉力F作用线的距离、动力臂为L,阻力臂为L+3.0dm,根据杠杆平衡条件可得:
F动L=F阻(L+3.0dm),即:6N×L=3N×(L+3.0dm)
解得:L=3.0dm,
则支点O在1.0dm处;
(2)从支点O作力F作用线的垂线,则支点到垂足的距离为F的力臂L,如图所示:。
故答案为:(1)1.0;(2)如图所示。
四、综合题(共45分)
25.【名师解答】解:①由题意知,动力臂L1=60cm+90cm=150cm=1.5m,阻力臂L2=60cm=0.6m;根据杠杆平
衡条件得:F×L1=G×L2,则F===480N;
②若老张的最大提力为F'=700N,根据杠杆的平衡条件可知:F'×L1=G'×L2,货物的重力为:G'==
=1750N<1800N,所以不能利用该独轮车运送1800N的货物。
答:①老张向上的提力F为480N;②不能;最大提力为700N时,利用该独轮车能运送1750N的货物。
26.【名师解答】解:
(1)由题知杠杆在水平位置上平衡,由杠杆平衡条件可得:F1×L OB=F2×L OA,解得:
F1=×F2=×20N=4N;
(2)杠杆恰好在水平位置平衡,杠杆的重力的作用点在杠杆的中心上,则此时杠杆的重力的力臂为:
L0=﹣L OA=﹣0.25m=0.5m;
根据杠杆的平衡条件可知:G0×L0=F2×L OA,解得:
G0=×F2=×20N=10N;
(3)杠杆的总长:
L AB=L OA+L OB=0.25m+1.25m=1.5m,
因为杠杆AB的质量分布均匀,所以BC段的重力:
G BC=×L,
切去BC段后,杠杆的重力:
G'=G﹣G BC=G﹣×L=30N﹣×L,
切去BC段后,杠杆的重心到支点的距离:
L'=﹣L OA=﹣0.25m=,
根据杠杆的平衡条件可知:G'×L'=F2×L OA,
即:(30N﹣×L)×=20N×0.25m,
解得BC段的长度:
L=0.5m(L=2m>1.5m不符合题意,舍去)。
答:(1)若AB为轻质杠杆(重力忽略不计),在B端施加一个竖直向下的动力F1使杠杆在水平位置平衡,动力F1的大小为4N;
(2)若AB为均匀杠杆且重力无法忽略,此时杠杆恰好在水平位置平衡,杠杆AB的重力G0为10N;
(3)若实心均匀杠杆AB的重力G为数据30牛,杠杆无法在水平位置平衡。
如果切去BC段后,杠杆恰好在水平位置平衡,BC段的长度L为0.5m。
27.【名师解答】解:
(1)水的体积:V水=Sh=1×10﹣2m2×0.3m=3×10﹣3m3,
由ρ=可知水的质量:
m水=ρ水V水=Sh=1×103kg/m3×3×10﹣3m3=3kg;
则水的重力:
G水=m水g=3kg×10N/kg=30N。
(2)物块A浸没在容器内的水中后,会排出同体积的水,则总质量的变化量为:
Δm总=m A﹣m排水,
因为整个容器在物块A放入前后的总质量的变化量是物体A质量的0.8倍,
即:
Δm总=m A﹣m排水=0.8m A,
则排开水的质量:
m排水=0.2m A,
ρ水V排水=0.2ρA V A,
ρ水V A=0.2ρA V A,
ρ水=0.2ρA,
ρA=ρ水=×1×103kg/m3=5×103kg/m3。
答:(1)水的质量为3kg;重力为30N。
(2)物体A的密度为5×103kg/m3。
28.【名师解答】解:(1)实验开始前杠杆右端低左端高,所以平衡螺母应向左调节;
将数据中的各自的力与力臂相乘,结果如下表格:
实验次
数 动力F1 动力臂
L1
F1 L1 动力F2 动力臂
L2
F2 L2 动力F3 动力臂L3 F3 L3
1 1 5 5 1 1 1
2 2 4
2 2 6 12 1 2 2 2 5 10
3 3 7 21 1 5 5
4 4 16
分析可知:F1L1≠F2L2,F1L1≠F3L3,而是F1L1=F2L2+F3L3;
(2)由图(c)可知,当x=5时,m=0,此时杆秤平衡,而秤砣在O点的右侧,所以杆秤自身的重心在O点的左侧,
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2+F3L3可知,m0、L0、M、x、m和L之间应满足关系式:Mgx=m0gL0+mgL,即:Mx=m0L0+mL,
由图(c)可知,当x=5时,m=0,可得:M×5cm=m0L0﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当x=15cm时,m=1kg,可得:M×15cm=m0L0+1kg×5cm﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得:M=0.5kg。
故答案为:(1)平衡螺母;左;F1L1=F2L2+F3L3;(2)左;Mx=m0L0+mL;0.5。
29.【名师解答】解:(1)在实验1与2(2与3、1与3)或4与5(5与6、4与6)中,我们可以发现,无论对于甲液体来说,还是对于乙液体来说,其体积都随质量增加相同倍数,所以说其质量与体积成正比;
(2)从表中提供的信息可知,1与4、2与5、3与6中的液体体积都相同,但质量不同;
(3)比较实验1、2、3和4、5、6可知:甲液体质量和体积的比值都是1.8,而乙液体质量和体积的比值都是
0.80。
所以可归纳得出:同种液体,质量和体积的比值相同;不同液体,质量与体积的比值不同。
故答案为:(1)同种液体,质量与体积成正比;
(2)1与4、2与5、3与6;
(3)同种液体,质量和体积的比值相同;不同液体,质量和体积的比值一般不相同。
30.【名师解答】解:
(1)将物块放在斜面A位置由静止下滑,在石板表面上A点时的速度为0,则物体的动能为0.00J;
(2)根据表格中的数据可知,在下滑的过程中,高度变小,质量不变,重力势能减小;速度变大,质量不变,动能增加;
(3)分析表格中的数据可知,相邻的两个位置之间减小的重力势能为0.25J,相邻的两个位置之间增大的动能为
0.17J,即△E p>△E k;
在物块下滑过程中,重力势能转化为动能,同时由于斜面粗糙而存在摩擦力,其中部分重力势能用来克服摩擦力做功转化为内能,斜面越粗糙,转化成内能的比例就越大。
故答案为:(1)0.00;(2)势能减少,动能增加;(3)△E p>△E k;在物块下滑过程中,重力势能转化为动能,。