深圳深圳市海滨中学简单机械中考专项复习训练
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深圳深圳市海滨中学简单机械中考专项复习训练
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.如图所示,重为G的物体在拉力F的作用下,以速度v匀速运动距离为s,已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一,不计绳重、轮与轴间的摩擦,下列说法正确的是()
A.使用该滑轮组一定省力B.拉力的功率为Fv
C.额外功为1
n
(2nF﹣G)s D.滑轮组的机械效率为
2
G
F
3.如图,保持F的方向竖直向上不变,将杆由A位置匀速转动到B位置,在这个过程中F 将()
A.先变大后变小B.始终变大C.始终变小D.始终不变
4.下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是
A.机械效率越高,机械做功一定越多
B.机械做功越多,机械效率一定越高
C.功率越大的机械,做功一定越快
D.做功越快的机械,机械效率一定越高
5.如图,拉力F将重 120N 的物体沿水平方向移动 1m,用时 1s。
运动时,物体与地面之间的摩擦力为 30N,此时滑轮组的机械效率为 80%。
下列说法正确的是()
A.拉力F=10N B.克服动滑轮重力做额外功 7.5J
C.动滑轮重 7.5N D.拉力的功率是 37.5W
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.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
8.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
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.如图所示杠杆,力F方向始终竖直向上,当此杠杆在动力F作用下,将一个由细绳系的物体由图中位置逆时针匀速转动到水平位置时,则
A.F大小始终不变B.F先变大后变小
C.F先变小后变大D.无法判断F大小的变化
11.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
12.如图所示,一直杆可绕O点转动,杠杆下端挂一重物,为了提高重物,用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置,在这个过程中直杆
A.始终是省力杠杆B.始终是费力杠杆
C.先是省力的,后是费力的D.先是费力的,后是省力的
二、填空题
13.往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去,如图所示。
工人用3m长的斜面,把1200N的重物提高1m。
假设斜面很光滑,则需要施加的推力为______;若实际用力为500N,则斜面的机械效率为______,推重物时,重物受到的摩擦力为
______。
14.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______。
15.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”)
16.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。
17.如图所示,一直撬棒AD=1m,CD=BC=0.15m,石头垂直作用在棒上的力是420N,若要撬动石头,则施加在撬棒A点的力至少是_________N。
18.2010年4月14日,青海玉树发生7.1级地震,救援队利用各种器材展开抢险救灾工作.
(1)利用如图1所示的钢丝钳,救援队吧钢筋剪断,钢丝钳是杠杆.
(2)使用撬棒,救援队员吧滚落在公路上的石块撬起,如图2所示,若救援队在撬棒D点沿DM方向用来撬起石块1,撬棒的支点是点,若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1,撬棒的支点是点.沿方向撬起石块1更省力.
19.如图所示,0为轻质杠杆AC的支点,在B处挂一小球,小球的重力30N,AO=OB=BC,在杠杆上施加最小动力F,使杠杆在水平位置平衡.画出F的示意图________,此时F =________ N.
20.如图是一种拉杆式旅行箱的示意图,使用时它相当于一个___________杠杆(选填“省力”或“费力”)。
若旅行箱内装满物体且质量分布均匀,其总重为210N,轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一,要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡,则竖直向上的拉力F为___________N;在拉起的过程中,拉力方向始终与拉杆垂直,则拉力的大小
___________(选填“变小”、“变大”或“不变”)。
三、实验题
21.八年级(2)班的物理学习研究小组进行“探究杠杆的平衡条件”实验时:
(1)安装好杠杆,发现杠杆左高右低,如图甲所示,这时应将杠杆右端的平衡螺母向
_____(选填“左”或“右")调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是实验时便于测量______。
(2)如图乙所示,在刻度线B处挂4个钩码,在刻度线A处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,若此时杠杆右端依然比左端低,下一步应该进行的操作是_______当杠杆水平平衡时,将测力计从竖直方向顺时针缓慢转动,如使杠杆保持水平平衡,测力计读数将
______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)通过操作后,杠杆在水平位置平衡,将数据记录在下表中、
次数动力F1/N动力l1/cm阻カF2/N阻力臂l2/cm 1210205
能不能根据上表中的数据得出结论?______(选填“能”或“不能"),理由是:_____ 。
(4)该小组同学还想探究当动力和阻力在支点同侧时杠杆的平衡情况,于是将弹簧测力计改至杠杆右侧的C点,如图丙所示,在C点施加一个始终水平向右的拉力F,发现无论用多大的力,都不能使杠杆拉至水平位置平衡,你认为原因是____________。
22.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲所示。
为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端螺母向_____边旋一些(选填“左“或“右”)。
(2)调好后第一组按图乙进行实验第二组按图丙进行实验.当杠杆平衡时,则F1_____F1'(填“>”、“<或“=”),理由是_____。
(3)探究完成后同学们一致认为丙方案好,理由是_____。
(4)小明进行正确的实验操作后得到的数据为F1=2N、L1=20cm、F2=4N和L2=10m小明根据这些数据能否得出探究结论?_____,理由是_____。
23.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,实验数据记录如表:
(1)在表中的空格处填上适当的数据___________.(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他因素有关,请你作出恰当的猜想:滑轮组的机械效率与____________有关 (写出一种影响因素即可).
24.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示.
(1)实验中应沿竖直方向_____缓慢拉动弹簧测力计.
(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法_____(选填“正确”或“不正确”),因为她没有考虑到_____对滑轮组机械效率的影响.
(3)用丁图装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中的两个数据填写完整
______.
(4)通过比较_____两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号)
(5)通过比较_____两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高.(填实验次数的序号)
(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论:_________________________________ 25.某同学用定滑轮和弹簧秤完成了以下几个实验:
(1)如图A所示,甲物体重3N,乙物体重10N,用绳绕过定滑轮相连(不计绳重与摩擦).乙静止于水平地面上,则a绳对甲的拉力为______N.
(2)在分析b绳对乙的拉力时,小明认为是3N,小慧认为是7N.
a.小明做了以下实验:用弹簧测力计测出某物体的重力(如图B);然后将绳子靠着定滑轮(不计绳重与摩擦),如图C所示,弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时,其示数保持不变.由此可见,定滑轮只改变了力的____,不改变力的_____(均选填“大小”或“方向”).所以,小明认为图A中b绳对乙的拉力为3N.
b.图A中b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对相互作用力.为了探究这两个力的大小关系,再做如图D的实验:将弹簧测力计丙与丁相互对拉,它们的示数相等.
于是可以得出,b绳对乙的拉力______乙对b绳的拉力(选填“等于”或“不等于”).由此可知,图A中b绳对乙的拉力为______N.
26.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:
钩码重/N弹簧测力计读数钩码移动的距离弹簧测力计移动机械效率
(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,______可提高滑轮组机械效率;
(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(写出一种影响因素即可)。
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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
33338.910kg/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.C
解析:C
【详解】
A.当动滑轮的重力超过物体受到的摩擦阻力,使用该滑轮组也可能费力,故A选项不正确;
B.根据滑轮组特点可知,绳子的运动速度为2v。
由P=Fv得,拉力的功率为2Fv,故B选项不正确;
C.根据滑轮组特点可知,绳子的运动的距离为2s。
由W=Fs得,总功为2Fs、有用功为
W有=fs=G s n
所以额外功为
W额=W总-W有=2Fs-
G
s
n
=
1
n
(2nF﹣G)s 故C选项正确;
D.滑轮组的机械效率
22
Gs
W G
n
W Fs nF
η===
有
总
故D选项不正确。
故选C。
3.D
解析:D
【详解】
如图,杠杆在A位置,因为杠杆平衡,所以
F×OA=G×OC
所以
OC F G OA
= 杠杆在B 位置,OA '为动力臂,OC '为阻力臂,阻力不变为G ,因为杠杆平衡, 所以
F OA
G OC '⨯'=⨯'
所以
OC F G OA ''=
'
如图,又因为 OC D OA B ''∽
所以
::OC OA OD OB ''=
因为
::OD OB OC OA =
所以
::OC OA OC OA ''=
所以
OC OC F G G F OA OA
''===' 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。
故ABC 不符合题意,D 符合题意。
故选D 。
4.C
解析:C
【解析】
A .机械效率是有用功和总功的比值,其高低与机械做功的多少无关,故A 不正确;
B .机械做的功多,但不知道做的是总功还是有用功,机械效率无法确定,故B 不正确;
C .功率是表示做功快慢的物理量,功率越大的机械,做功一定越快,故C 正确;
D .做功越快的机械说明功率大,但有用功和总功不确定,机械效率不一定越高,故D 不正确.
故选C .
【点睛】本题考查机械效率和功率的物理意义,关键知道机械效率是有用功与总功的比值,并不能表示做功的快慢和多少.
5.D
解析:D
【详解】
A .由图知,滑轮组由3段绳子拉着动滑轮,即n =3,该滑轮组的机械效率
W fs f W Fns nF
η=
==有用物总物 则绳子自由端的拉力 30N 12.5N 3380%
f F η=
==⨯⨯ 故A 错误;
B .滑轮组对物体做的有用功 30N 1m 30J W fs ==⨯=有用
滑轮组做的总功
312.5N 31m=37.5J W F s =⨯=⨯⨯总
额外功为
37.5J 30J 7.5J W W W =-=-=额总有用
由于绳有重力,绳与滑轮之间有摩擦力,故此额外功包括对动滑轮做的功和克服绳重及绳与滑轮之间的摩擦做功的总和,故克服动滑轮重力做的额外功应小于 7.5J ,故B 错误; C .由B 知对动滑轮重力做的额外功小于 7.5J ,动滑轮上升的高度为1m ,根据W Gh =知,动滑轮重小于 7.5N ,故C 错误;
D .拉力做的总功为37.5J ,用时 1s ,由W P t
=得拉力的功率为 37.51s
J 37.5W W P t =
==总 故D 正确。
故选D 。
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.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.
8.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.
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.A
解析:A
【解析】
如图,当杠杆匀速转动到水平位置时,
因为动力、阻力作用点不变, 所以OA OC OB OD
L L L L =不变; 又因为阻力(物重G 不变),由OB OA L F L G =得: OA OB
L G F L =. 所以当杠杆匀速转动到水平位置时,动力F 的大小不变.
所以A 选项是正确的.
【点睛】画出动力臂和阻力臂,杠杆的动力臂与阻力臂的大小关系不变,而阻力臂不变,由杠杆的平衡条件可以知道动力不变.
11.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.
12.C
解析:C
【详解】
由图可知动力F 1的力臂始终保持不变,物体的重力G 始终大小不变,在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中,重力的力臂逐渐增大,在L 2<L 1之前杠杆是省力杠杆,在L 2>L 1之后,杠杆变为费力杠杆.
二、填空题
13.400N 80% 100N
【详解】
[1]斜面很光滑,则额外功为0,沿斜面推力做的功等于直接提升对物体做的功,所以此时推力做的功
W =Fs =Gh =1200N×1m =1200J
解析:400N 80% 100N
【详解】
[1]斜面很光滑,则额外功为0,沿斜面推力做的功等于直接提升对物体做的功,所以此时推力做的功
W =Fs =Gh =1200N×1m =1200J
施加的推力
1200J =400N 3m
W F s =
= [2]实际存在摩擦力,推力做的总功 W 总=F′s =500N×3m =1500J
有用功
W 有用=W =1200J
斜面的机械效率
1200100%100%80%1500W J W J
η=
⨯=⨯=有用总 [3]额外功为 W 额=W 总﹣W 有=1500J ﹣1200J =300J
由W 额=fs 得摩擦力
300J 100N 3m
f s W ===额
14.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。
15.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。
16.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
17.63
【解析】要使施加在撬棒A 点的动力最小,应使动力臂L1最大;当以D 为支点,在A 点施加垂直AD 向上的动力时,动力臂L1=AD=1m ,即动力臂为最大值,则动力为最小;此时阻力F2=420N ,阻力臂L
解析:63
【解析】要使施加在撬棒A 点的动力最小,应使动力臂L 1最大;当以D 为支点,在A 点施加垂直AD 向上的动力时,动力臂L 1=AD =1m ,即动力臂为最大值,则动力为最小;此时阻力F 2=420N ,阻力臂L 2=CD =0.15m ,根据杠杆平衡条件F 1L 1=F 2L 2可得,施加在撬棒A 点的力: 2211420N 0.15m 63N 1m
F L F L ⨯===. 故答案是:63.
18.省力;A ;C ;DM
【解析】
试题分析:(1)钢丝钳的动力臂大于阻力臂,利用它可以很轻易的剪短钢丝,是省力杠杆;
(2)读图可知,当沿DM 方向用力撬石块1时,杠杆围绕A 点转动,因此A 为这时的支点;同
解析:省力;A ;C ;DM
【解析】
试题分析:(1)钢丝钳的动力臂大于阻力臂,利用它可以很轻易的剪短钢丝,是省力杠杆;
(2)读图可知,当沿DM 方向用力撬石块1时,杠杆围绕A 点转动,因此A 为这时的支点;同样,当沿DN 方向用力撬石块1时,杠杆围绕C 点转动,因此C 为此时的支点;当以A 为支点时,杠杆的动力臂为AD 的长,当以C 为支点时,杠杆的动力臂是从C 点到DN 的作用线的距离,显然要比AD 要短,因此,沿DM 方向用力撬石块1更省力.
19.15N
【详解】
最小力作图:找离支点最远的点,图中C 点离O 最远,故作用点在C 点,过C 作OC 的垂线,如图所示.由杠杆的平衡条件,,.
解析: 15N
【详解】
最小力作图:找离支点最远的点,图中C 点离O 最远,故作用点在C 点,过C 作OC 的垂线,如图所示.由杠杆的平衡条件1122Fl F l =,1F
OC GOB =,
1
30N 15N GOB OB F OC OC
⨯===. 20.省力 70 变小
【详解】
[1]竖直向上的力F 为动力,箱体的重力为阻力,支点在轮子中心,即动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆。
[2]当旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡时,
由题
解析:省力 70 变小
【详解】
[1]竖直向上的力F 为动力,箱体的重力为阻力,支点在轮子中心,即动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆。
[2]当旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡时,
由题意知道,L 1 =3L 2,又因为F 1 L 1 =F 2 L 2 ,所以竖直向上的拉力为
2111210N=70N 33
GL F G L ===⨯ [3]在拉起的过程中,拉力方向始终与拉杆垂直,动力臂L 1 大小不变,在提升过程中,重力的力臂逐渐变小,根据杠杆的平衡条件知道,拉力F 将变小。
三、实验题
21.左 测量力臂 用力向下拉测力计 变大 不能 实验次数太少,结论不具有普遍性 水平拉力的力臂为零,无法使杠杆在水平位置平衡
【解析】
【详解】
第一空、第二空.调节杠杆平衡时,杠杆右端下沉,应把杠杆左端或者右端的平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡。
杠杆在水平位置平衡,便于在杠杆上直接测量力臂,且可以使重力的力臂为0,排除杠杆自重对杠杆平衡的影响;
第三空.若此时杠杆右端依然比左端低,说明右端力和力臂的乘积比较大,所以下一步应该进行的操作是用力向下拉弹簧测力计;
第四空.将弹簧测力计从竖直方向顺时针缓慢转动,阻力和阻力臂不变,拉力的力臂即动力臂变短,根据杠杆平衡条件可知,杠杆在水平位时平衡时,拉力变大;
第五空、第六空.用实验来探究物理规律时,要采用多次实验,用多组实验数据来总结实验结论,实验结论具有普遍性,如果只有一次实验数据,总结的实验结论具有偶然性,所以不能用一次实验数据总结实验结论。
不能
第七空.由图将杠杆左侧的所有钩码拿掉,在A 点施加一个始终水平向右的拉力F ,当杠杆拉到水平位置时F 的作用线通过支点,即力臂为0,根据杠杆的平衡条件所以始终不能平衡;
22.右 > 丙图中的动力臂大 力臂在杠杆上,便于测量力臂 不能 实验次数太少,不能得出普遍性规律
【详解】
(1)[1]如图,杠杆的右端上翘,应使杠杆两端的平衡螺母向右端移动。
(2)[2][3]乙丙两图中,杠杆都在水平位置平衡,阻力和阻力臂不变。
丙图中,当弹簧测力计垂直杠杆时,力臂在杠杆上,为OB 的长;乙图中,当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,力臂会减小,小于OB 的长;倾斜拉动杠杆在水平位置平衡时,力臂变小,根据杠杆平衡条件知,动力变大,所以
1F F '1>
即原因是乙图中动力臂小,丙图中的动力臂大。
(3)[4]丙图,杠杆在水平位置平衡,力垂直作用在杠杆上,则力臂在杠杆上,便于测量力臂大小。
(4)[5]只有一次实验数据,总结实验规律得出结论,规律很具有偶然性,所以根据这些数据不能总结规律,因为实验次数少。
【点睛】
要得到一个普遍性的规律,应多次实验,注意多次实验时,应选择不同的力臂大小和动力、阻力大小,避免实验的偶然性,使结果更有说服力、更具普遍性。
23.9% 2.2 30 匀速 增加物重、动滑轮重、绳与滑轮的摩擦等
【解析】
(1)由图示滑轮组可知,第2次实验时有两个钩码,钩码重4N ,则第一次实验时,使用一个钩码重力为2N ;由表中实验数据可知,第2次实验时,滑轮组效率,
240.05100%100%100%88.9%1.50.15W Gh N m W Fs N m
η⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯有用
总 由图示测力计可知,其分度值为0.2N ,示数为2.2N .由图示滑轮组可知,滑轮组承重绳子股数n=3,测力计移动距离:331030s h cm cm ==⨯=.
(2)实验中应竖直向上 匀速拉动弹簧测力计;
(3)由表中实验数据可知,使用同一滑轮组,提升钩码重力越大,滑轮组效率越高,由此可知,增大被提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率;
(4)动滑轮重力、摩擦都可以影响滑轮组的效率.
故答案为 (1). 88.9% 2.2 (2). 30 (3). 匀速 (4). 增加物重、动滑轮重、绳与滑轮的摩擦等
【点睛】滑轮组的机械效率与物体重力、摩擦力、机械本身重力有关.要提高机械效率,应尽量减小摩擦和机械本身重力的同时,最大限度的增加被吊物体重力.。