深圳机场实验学校简单机械中考专项复习训练
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深圳机场实验学校简单机械中考专项复习训练
一、选择题
1.要用30N的力刚好提起40N的物体,若不计机械本身重力和摩擦,则下列简单机械可以采用的是()
A.一个定滑轮
B.杠杆
C.一个动滑轮
D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
2.如图所示,斜面高为1m,长为4m,用沿斜面向上大小为75N的拉力F,将重为200N 的木箱由斜面底端以0.2m/s的速度匀速拉到顶端,下列判断正确的是()
A.重力做功的大小为800J B.斜面对木箱的摩擦力大小为25N
C.拉力做功的功率为125W D.斜面的机械效率为75%
3.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,则下列说法中正确的有
A.以A为参照物,B是静止的
B.滑轮移动的速度为0.4m/s
C.绳子拉物体A的功率为1W
D.在运动过程中若将拉力F增大,弹簧测力计的示数也会增大
4.如图,用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦),提升A时滑轮组的机械效率大。
下列说法中正确的是()
①A物体比B物体轻;②提升A的拉力大;
③提升A做的额外功多;④提升A做的有用功多
A.只有②④B.只有①③C.只有②③D.只有①④
5.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
G=,拉力大6.用如图所示的滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进,已知小车的重力10N F=,该装置的机械效率是60%,则小车与地面之间摩擦力为()
小15N
A.27N B.36N C.18N D.270N
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
9.关于功率和机械效率,下列说法正确的是
A.机械效率高的机械,功率一定大
B.做功时间长的机械,功率一定小
C.所有机械的机械效率都小于1
D.功率大的机械,做功一定多
10.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
11.如图所示两个物体A和B,质量分别为M和m(已知M>m),用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止在水平地面上.若滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计,则()
A.天花板对滑轮的拉力大小为(M+m)g
B.绳子对物体A的拉力为(M-m)g
C.地面对物体A的支持力为Mg
D.绳子对天花板的拉力为2mg
12.用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上,重为100N的物体提升一定高度.当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示.(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)下列计算结果不正确的是
A.1s~2s内,拉力F做的功是15J B.2s~3s内,拉力F的功率是24W
C.1s时,物体对地面的压力是30N D.动滑轮重50N
二、填空题
13.如图甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置,A B是个杠杆,O为支点,杠杆平衡时,B端受到的向下的拉力________A端受到的向下拉力(选填“大于”、“小于”或“等于”);用于装载货物的小车自重为500N,若搬运2000N的货物,电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲=1600N,该滑轮组的效率η甲=________;若用同样的滑轮按乙图组装,匀速提升相同的货物,电动卷扬机拉钢丝绳的力为F乙,乙滑轮组的效率为η乙,考虑实际情况,则F甲
________F乙,η甲________η乙(选填“>”、“<”或“=”).
14.如图所示,OA是以O点为支点的杠杆,F是作用在杠杆A端的力。
图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且AB⊥OB。
则线段_____(选填“AB”、“OB”或“OA”)表示力F 的力臂。
现在OA的中点挂一重力为20N的重物,力F保持水平方向不变,不计OA的质量及轴O处的摩擦。
如果OA与水平面成45°角静止,则F﹦____N;如果在力F的作用下OA从图示位置缓慢转动到竖直位置,则力F______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
15.如图所示的AB为轻质杠杆,O为悬点,放在水平面上的物体M用细线悬挂在杠杆A 端.已知OA:OB=1:2,M的密度为3×103kg/m3,体积为8×10﹣3m3.当B端悬挂一个质量为10kg重物时,杠杆水平平衡,则物体M对水平面的压力为________N(g取
10N/kg).
16.如图所示,质量分布均匀的长方形木板AB的长度L=4m,中央支于支架O上,A、B
端分别用细绳AD、BC系于天花板上,木板AB水平时,绳AD、BC刚好绷直,且AD绳竖直,BC绳与板AB成30°角,已知细绳承受的最大拉力均为360N.现有重为300N的小孩,从O点出发。
(1)如果沿OA方向向A端缓慢行走,当小孩行走到距离O点1.5m的E点时,AD绳上的拉力是_______N
(2)如果沿OB方向向B端缓慢行走,在保证细绳不被拉断的情况下,小孩向右行走的最大距离是_______m。
17.如图甲所示,轻质杠杆OA保持水平平衡(B为OA的中点),重物G=20N,则F甲
=________N.若将重物的悬挂点和拉力的作用点互换位置,如图乙所示,当杠杆仍保持水平平衡时,F乙=________N.在如图中,属于省力杠杆的是________(选填“甲”或“乙”)
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.如图所示,用F为40N的拉力,通过滑轮组拉着重为300N的物体A在水平面上以0.4m/s的速度向左做匀速直线运动。
物体受到的摩擦力是物重的0.3倍,滑轮组的机械效率是,拉力的功率是 W。
20.如图所示,物体G重60 N,挂在匀质杠杆的一端,要使杠杆平衡可以在A点加一个方向为_____的_____ N的力;也可以在B点加一个方向为_____的_____ N的力.
三、实验题
21.如图所示,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)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉。
此时,应把杠杆两端的平衡螺母向____选填(“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,保持___并静止,达到平衡状态。
这样做的好处是:________。
(2)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:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
他这样得出的结论是否合理?____;为什么?_____。
(3)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?”于是小组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 __________。
22.小明小组在“研究杠杆平衡条件”实验中:
(1)实验时应先调节杠杆在______位置平衡,若出现图甲所示情况,应将杠杆的螺母向________调(填“左“或“右“)。
(2)下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据:分析表中的1、2两次实验数据可以得出的结论是________.
实验次数F1/N L1/cm F2/N L2/cm
125110
2310215
31204*
(3)第3次实验数据不全,请根据已有信息分析,此处的数据应该是_______;
(4)杠杆平衡后,小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码,为了使杠杆在图示位置保持平衡.这时应在B位置挂上_____个钩码.
23.同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设:滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关;滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关;滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。
一位同学设计了如图所示的四个滑轮组,并将所滑实验数据填入下表:
实验次数动滑轮
重/N
物重/N拉力/N
绳子的
股数n
机械效
率η
1121
214 1.67
3242
414 2.5
(1)实验时,应______、_______拉动弹簧测力计,使钩码上升,并由弹簧测力计读出绳子自由端的______的大小;同时用______测出钩码升高的高度;
(2)在表中填上四次实验的绳子的股数n和机械效率;
(____)
(3)根据实验_____和_____(填①、②、③、④)可知,滑轮组机械效率高低与被提物重有关;
(4)根据实验②和③可知,滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越_____;(5)通过实验可以发现,不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越______;(6)要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有关,应该选用______(填“同一”或“不同”)滑轮组,提升_____(填“相同”或“不同”)的高度去研究。
24.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:
(1)根据表格中的数据,在图甲中画出滑轮的绕绳方法_________.
(2)实验中,沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升.在测量绳端所受的拉力时,弹簧测力计应____________(填“保持静止”或“匀速上升”).
(3)第三次实验时,弹簧测力计示数如图乙所示,此时绳端受到的拉力为________N,滑轮组的机械效率为________%.
(4)根据表格中的数据分析可知:
①随着物重的增大,额外功________(填“变小”“不变”或“变大”),原因是
____________________.
②要提高同一滑轮组的机械效率,可以采取__________________的措施.
25.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______。
26.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同的钩码,分别做了甲、乙、丙3组实验,实验数据记录如下:
次数钩码重
/N
钩码上升
的距离/cm
弹簧测力计
的示数/N
弹簧测力计
升的距离/cm
机械效率
第1次2511567%
第2次45 1.715
第3次65 2.41583%
升;
(2)进行第2次测量时,滑轮组的机械效率约为_____;
(3)进行第3次测量时,滑轮组做的有用功是_____J;
(4)分析实验数据,实验小组得出的实验结论是:滑轮组的机械效率与_____有关;
(5)请在丁图画出此滑轮组既能省力又能改变力的方向的绕绳方法_____,若不计摩擦及绳重,这种绕线方法与实验时用的绕线方法相比,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
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一、选择题 1.B 解析:B 【详解】
A .定滑轮不能省力,只能改变力的方向,故A 不符合题意;
B .根据杠杆的平衡条件得
1230N 40N L L ⨯=⨯
所以12:4:3L L =时可以满足条件,故B 符合题意;
C .如果不计机械自身重力和摩擦,动滑轮可以省一半力,此时的拉力应为20N ,故C 不符合题意;
D .使用滑轮组时通过承担物重绳子的段数至少为2段,如果不计机械自身重力和摩擦,
F 最大为物重
G 的二分之一,即拉力最大为20N ,不可能达到30N ,故D 不符合题意。
故选B 。
2.B
解析:B 【详解】
A .由题意可知,重力做功的大小是
G 200N 1m 200J W Gh ==⨯=
A 错误;
B .由题意可知,摩擦力所做的功是额外功,总功大小是
75N 4m 300J W Fs ==⨯=总
由上述可知,有用功大小是
G 200J W W ==有用
那么额外功大小是
-300J -200J 100J W W W ===额总有用
可知斜面对木箱的摩擦力大小是
100J
25N 4m
W f s
=
=
=额 B 正确;
C .木箱是匀速运动的,根据P Fv =可知,拉力做功的功率是
75N 0.2m/s 15W P Fv ==⨯=
C 错误;
D .由上述可知,斜面的机械效率是
200J
100%100%66.7%300J
W W η=
⨯=
⨯≈有用总
D 错误。
故选B 。
3.C
解析:C 【详解】
A.匀速拉动A 的过程中,以A 为参照物,B 与A 之间的位置不断发生变化,所以B 是运动的,故A 错误;
B.由图可以知道,F 作用在动滑轮上,由动滑轮的特点可以知道,动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一,物体A 的移动速度为
(即绳端移动速度),所以动滑轮的移动速度为
,故B 错误;
C.由图可以知道,滑轮为动滑轮,绳端拉力为F 的一半,即
,
则绳子拉物体A 的功率,所以C 选项
是正确的;
D.测力计对B 的拉力与A 对B 的摩擦力是一对平衡力,在运动过程中若将拉力F 增大,B 物体仍然静止,因为B 和A 之间的摩擦力不变,所以测力计的示数不变,故D 错误. 所以C 选项是正确的. 【点睛】
(1)判断物体的运动和静止,首先确定一个参照物,被研究的物体和参照物之间如果发生位置的变化,被研究的物体是运动的,否则是静止的;
(2)由图可以知道,F 作用在动滑轮上,所以动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一; (3)由图可以知道,滑轮为动滑轮,绳子拉力为F 的一半,根据求出绳子拉物体A 的功
率;
(4)滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与拉力的大小无关,测力计对B
的拉力与A 对B 的摩擦力是一对平衡力,拉力增大时摩擦力不变,则弹簧测力计的示数不变.
4.A
解析:A 【详解】
由题知,提起两物体所用的滑轮组相同,将物体提升相同的高度,不计绳重和摩擦,克服动滑轮重力所做的功是额外功,由W 额=G 动h 知,提升A 和B 所做额外功相同,不计绳重与摩擦的影响,滑轮组的机械效率
W W W W W η=
=
+有有总
有额
额外功相同,提升A 物体时滑轮组的机械效率较大,所以提升A 物体所做的有用功较大,由于提升物体高度一样,所以A 物体较重,提升A 物体用的拉力较大,故BCD 错误,A 正确。
故选A 。
5.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 。
6.A
解析:A 【详解】
由于小车沿水平地面匀速前进,那么绳对小车的拉力等于小车受到地面的摩擦力,即
'F f =,该装置的有用功是
'''W F s fs ==有
三段绳子托着动滑轮,那么绳端移动的距离是'3s s =,该装置所做的总功是
'15N 3W Fs s ==⨯总
可知
'
'
100%100%60%15N 3W fs W s η=⨯=⨯=⨯有
总
解得27N f =。
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.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。
9.C
解析:C
【解析】
A. 功率表示做功的快慢,机械效率表示一次做功中有用功占的比,所以功率和机械效率是两个不同的概念,没有直接的关系,故A错误;
B. 功率是功与时间的比,与单独的时间没有关系,故B错误;
C. 使用任何机械时,都不可避免要做额外功,所以所有机械的机械效率都小于1,故C正
确;
=,做功多少不仅与功率有关,还与时间有关,故D错误;
D. 根据W Pt
故选C.
10.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;
F=⨯=
向右的拉力F与向左的两段绳子的拉力平衡,所以拉力为:210N20N
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。
11.D
解析:D
【解析】
【详解】
B.由图可知该滑轮为定滑轮,因物体B静止,则滑轮两侧每股绳子上的拉力都等于物体B 的重力mg,所以绳子对物体A的拉力为mg,故B错误;
A.滑轮与转轴之间的摩擦不计且滑轮质量不计,该滑轮受到天花板对它向上的拉力和两股绳子向下的拉力,所以由力的平衡条件可知,天花板对滑轮的拉力大小为2mg,故A错误;
D.根据相互作用力可知,滑轮对天花板的拉力大小也为2mg,即绳子对天花板的拉力为2mg,故D正确;
=、绳子向上的拉力F=mg和地面对物C.物体A受三个力的共同作用,向下的重力G Mg
体A向上的支持力N;由于物体A处于静止状态,所以物体A所受的三个力的合力为0,即
+=
F N G
所以,地面对物体A的支持力的大小为
=-=-=-
()
N G F Mg mg M m g
故C错误。
故选D。
12.D
解析:D
【解析】由图乙和图丁可知,1s-2s内,拉力F的大小为50N,货物升高的高度为0.1m,则拉力F通过的距离为0.3m,所以拉力做的功为W=Fs=50N×0.3m=15J,故A正确;由图乙和图丙可知,2s-3s内,拉力F的大小为40N,货物上升的速度为速度为0.2m/s,则可知拉力F的速度为0.6m/s,所以拉力的功率P=Fv=40N×0.6m/s=24W,故B正确;在2s-3s内货物是匀速上升的,此时的拉力大小为40N,则可求出动滑轮的重为120N-100N=20N,故D错;由图乙可知,货物在1s时,拉力的大小为30N,则可得滑轮组对货物的拉力大小为
30N×3-20N=70N ,所以可得货物对地面的压力为100N-70N=30N ,故C 正确;应选D 。
二、填空题
13.小于;62.5% ;>;> 【解析】
试题分析:1)因为OA <OB ,由FA×
OA=FB×OB 可知,FA >FB ; (2)滑轮组的效率:η=W 有×
100%/W 总=Gh×100%/Fs=G× 解析:小于;62.5% ;>;> 【解析】
试题分析:1)因为OA <OB ,由F A ×OA=F B ×OB 可知,F A >F B ; (2)滑轮组的效率:η=W 有×100%/W 总
=Gh×100%/Fs=G×100%/2F=2000N×100%/2×1600N=62.5%;
(3)由图示可知,甲图中n=2,乙图中n=3,由F=(G+G 动)/n 可知,F 甲>F 乙;根据题意可知,两种方法提升货物,并且匀速提升高度相同,则有用功相同,而图乙中绳子的长度将增加,因此乙中的额外功会大于甲中的额外功,由η=W 有/W 总=W 有/W 有+W 额可知,η甲>η乙.
考点:滑轮组绳子拉力的计算;机械效率的大小比较;滑轮(组)的机械效率
14.OB 10 减小 【解析】 【详解】
第一空.因为力与力臂垂直,因此线段OB 表示力F 的力臂;
第二空.在OA 的中点挂一重力为20N 的重物,重力方向竖直向下,因为阻力臂垂直于阻力作
解析:OB 10 减小
【解析】 【详解】
第一空.因为力与力臂垂直,因此线段OB 表示力F 的力臂;
第二空.在OA 的中点挂一重力为20N 的重物,重力方向竖直向下,因为阻力臂垂直于阻力作用线,OA 与水平面成45°角静止,因此阻力臂的长度为
1
2
OB ,由杠杆平衡条件1122Fl F l =可得:
12
F OB
G OB ⨯=⨯
即
11
×20N =10N 22
F G ==;
第三空.OA 从图示位置缓慢转动到竖直位置的过程中,动力F 方向不变,动力臂变长,阻
力臂变短,阻力不变,由杠杆平衡条件1122Fl F l =可得力F 减小。
15.40 【详解】
杠杆B 端受到的拉力为; 因为, 所以, 即;
M 物体的重力为,
地面对物体M 的支持力为,
所以物体M 对地面的压力与支持力相等,为. 【点睛】
理解M 的重力与对杠杆的拉力之差就是地面对
解析:40 【详解】
杠杆B 端受到的拉力为10kg 10N/kg 100N B B B F G m g ===⨯=; 因为1122F L F L =, 所以••A B F OA F OB =, 即•2
100N 200N 1
B A F OB F OA =
=⨯=; M 物体的重力为3333
310kg/m 810m 10N/kg 240N M M M M G m g V g ρ===⨯⨯⨯⨯=﹣,
地面对物体M 的支持力为240N 200N 40N M
A N G F ===﹣﹣, 所以物体M 对地面的压力与支持力相等,为40N F N ==压. 【点睛】
理解M 的重力与对杠杆的拉力之差就是地面对M 的支持力,根据力的作用相互性可以得到M 对地面的压力,关键还是杠杆平衡条件的灵活运用.
16.1.2
【解析】(1)当小孩在OA 侧时,CB 松驰,在人与DA 的拉力的作用下平衡,以O 为支点,由杠杆平衡条件可得G1×OE=F×OA, 代入数据得:300N×1.5m=F×2m,解得:F=225N 。
解析:1.2
【解析】(1)当小孩在OA 侧时,CB 松驰,在人与DA 的拉力的作用下平衡,以O 为支点,由杠杆平衡条件可得, 代入数据得:
,解得:。
(2)小孩在B 侧时,B 产生拉力,在人与BC 的拉力的作用下平衡,以O 为支点,则BC
绳的拉力的力臂为:
,
设人走的最远距离为L ,由杠杆平衡条件可得:
,
点睛:重点是杠杆平衡条件的应用及计算,难点是根据直角三角形中30度所对的直角边等于斜边的一半,得出B 点的拉力的力臂,再根据平衡条件进行计算。
17.40 甲 【解析】
根据杠杆平衡条件可得:G×OBF 甲×OA,由题知,OA2OB ,则F 甲 10N ,如图乙,根据杠杆平衡条件可得:G×OAF 乙×OB,由题知,OA=2OB ,则F 乙 2×
解析:40 甲 【解析】
根据杠杆平衡条件可得:G×OB =F 甲×OA,由题知,OA =2OB ,则F 甲G OB
OA
⨯=
G OB 2OB ⨯=
2022
G N
=
==10N ,如图乙,根据杠杆平衡条件可得:G×OA =F 乙×OB,由题知,OA=2OB ,则F 乙0G OA B ⨯=
22G G OB
OB
⨯=
==2×20N =40N ,(2)图甲中,动力臂OA 大于阻力臂OB ,属于省力杠杆;图乙中,动力臂OB 小于阻力臂OA ,属于费力杠杆. 点睛:(1)根据杠杆平衡条件求解F 甲和F 乙的大小;(2)杠杆的分类和特点,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力.
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
19.75% 48
试题分析:由题意知:拉力F=40N ,拉力F 移动的速度v=3×0.4m/s=1.2m/s ,物体受到的摩擦力f=0.3mg=0.3×300N=90N ,则所做的有用功W 有=fs
解析:75% 48 【解析】
试题分析:由题意知:拉力F=40N ,拉力F 移动的速度v=3×0.4m/s=1.2m/s,物体受到的摩擦力f=0.3mg=0.3×300N=90N,则所做的有用功W 有=fs ,总功W 总=F3s ,滑轮组的机械效率
%75%1003
4090%1003%100=⨯⨯=⨯=
⨯=
N N s F fs W W 总
有η;拉力的功率P=Fv=40N×1.2m/s=48W。
考点:功、功率及机械效率的相关计算
20.竖直向下 80 竖直向上 80 【解析】
试题分析:杠杆中动力与阻力是使杠杆转动方向相反的两个力,重物G 使杠杆逆时针转动,则作用在A 点的力会使杠杆作顺时针转动,方向竖直向下,作用在B 点的力应竖直
解析:竖直向下 80 竖直向上 80 【解析】
试题分析:杠杆中动力与阻力是使杠杆转动方向相反的两个力,重物G 使杠杆逆时针转动,则作用在A 点的力会使杠杆作顺时针转动,方向竖直向下,作用在B 点的力应竖直向上.力臂可以通过杠杆上的格子来表示,根据杠杆平衡条件可以算出作用在A 点、B 点的力的大小.
考点:杠杆平衡条件应用
三、实验题
21.左 水平 便于测量力臂 不合理 只通过一次测量,数据具有偶然性,不具有普遍性 杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆平衡产生了影响。
【详解】
(1)[1][2]杠杆右端下沉,应将平衡螺母(左端和右端的平衡螺母调节方向一致)向左调节, 使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,达到平衡状态。
[3]力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
(2)[4][5]只有一次实验总结实验结论是不合理的,一次实验具有偶然性,不具有普遍性,要多进行几次实验,避免偶然性。
(3)[6]用如图乙所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的重力对杠杆平衡有影响。
22.水平 左 F 1L 1=F 2L 2 5 4。