深圳深圳市新安中学物理八年级第十一章功和机械能单元练习
一、选择题
1.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 2.用图3甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体,已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计.则
A.手的拉力:F甲=F乙;机械效率:η甲=η乙
B.手的拉力:F甲<F乙;机械效率:η甲<η乙
C.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲<η乙
D.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙
3.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%
4.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
5.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
6.如图所示,用甲、乙滑轮组在相同时间分别将A、B物体匀速提升相同高度,已知物体受到的重力G A>G B,滑轮组的机械效率η甲<η乙(忽略绳重和摩擦).下列判断正确的是()
A.两滑轮组绳端移动的距离相等B.甲滑轮组的有用功比乙的少
C.甲滑轮组的总功率比乙的小D.甲滑轮组的动滑轮比乙的重
7.关于功、功率、机械效率的说法中,正确的是
A.功率大的机械,机械效率一定高B.机械做功时,做的有用功越多,机械效率越大
C.机械做功时,工作时间越短,功率一定越大D.利用机械做功时可以省力或省距离,但不能省功
8.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
9.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
10.分别用如图所示的两个滑轮组,将同一物体提升到相同高度.若物体受到的重力为100N,动滑轮的重力为20N.在把物体匀速提升1m的过程中,(不计绳重和摩擦)下列说法正确的是
A.甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J
B.甲滑轮组所做的有用功为200J ,乙滑轮组所做的有用功为300J
C.甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D.甲、乙两滑轮组的机械效率不相等
二、填空题
11.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)
12.一个带有刻度的均匀杠杆,在中点支起,如图所示,当在B处挂3N钩码时,应在A 处挂________N钩码,杠杆才能平衡。若平衡后在A、B两端再加挂1N的钩码,则杠杆将______(填“A端下沉”、“B端下沉”或“保持平衡”)。
13.在物理实践活动中,小南同学组装了如图甲所示的滑轮组来运送货物上楼,已知货物相同且每件货物重均为100N。小南改变每次运送货物的件数,根据实验数据绘制了如图乙所示的滑轮组的机械效率随货物重的变化而变化的图像。则当运送4件货物时,绳子的拉力F是______N,此时滑轮组的机械效率为______。(不考虑摩擦和绳重)
14.如图所示的两种情况中,OB=AB,物体均重为G,两轻质杠杆均处于水平平衡状态,比较力F、'F的大小,满足关系式 __________。
15.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.
16.如图所示,一长为3m的粗细不均匀的水泥电线杆,用竖直向上的力F1=1200 N可将A 端抬起(B端仍在地面上),用竖直向上的力F2=600 N可将B端抬起.则该水泥杆重G=_____N,重心与A端距离x=_____m.
17.用如图所示滑轮组拉着一重为 90N 的物体匀速前进了 0.2m,若物体与地面的摩擦力是物体重力的 0.1 倍,则木块克服摩擦所做的功为___________J。如果小勇对绳的拉力
F=4N,则该滑轮组的机械效率为___________%。
18.如图是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图.该装置主要由滑轮组、配重C、D以及杠杆AB组成,配重C通过细绳与动滑轮相连,配重C、D分别通过支架固连在杠杆AB两端,支架与杠杆垂直.杠杆的B端放在水平台面上,杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针转动,开关被拉开前,杠杆在水平位置平衡.已知动滑轮P的质量m P为0.2kg,OA:OB=3:1,配重D的质量m D为1.5kg,作用在D上的竖直向下的压力F为
75N,刚好拉开开关所需的拉力T为6N.杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计,滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计,g取10N/kg.求:配重C的质量m C等于多少kg,开关刚好能被拉开?
19.如图所示,置于水平桌面上的物体A 的质量为90kg,悬挂在滑轮组下的物体B 的质量为60kg.在物体B 的作用下,A 恰能沿水平桌面向左做匀速直线运动.现用水平向右的力F 1 拉动物体A 以0.2m/s的速度沿桌面水平向右做匀速直线运动,在此过程中,物体A 通
过绳子拉动滑轮组的力为T 1 ,T 1 提升物体B 的机械效率为η 1 .当用此装置以相同的速度提升物体C 时,水平向右拉物体A 的力为F 2 ,物体A 通过绳子拉动滑轮组的力为T 2 ,T 2 提升物体C 的机械效率为η 2 .已知η 1 : η 2 =16:15,T 1 : T 2 =5:4,不计绳重及滑轮的摩擦,则拉力F 2 的功率为 W.(g取10N/kg)
20.如图所示,用滑轮组将钩码匀速向上提起20cm,则绳端移动的距离是
___________cm;若不计绳重与摩擦,只适当增加钩码的重力,该滑轮组的机械效率会
___________(选填“变大”或“变小”)。
三、实验题
21.某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:
①用轻绳悬挂杠杆一端的D点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,
在占点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平;
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变),在此过程中弹
簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。
回答下列问题:
(1)杠杆机械效率的表达式为η=____________.(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中,若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是:___________
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
22.小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,每个钩码的质量为m,O为支点.
(1)他将2只钩码悬挂在B点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力为F1,测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2,则此次杠杆的机械效率为η=________.(用物理量的符号表示)
(2)他将2只钩码悬挂在C点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C点上升高度与第一次相同,则弹簧测力计的示数将________(选填“>”、“=”或“<”)F1,此次弹簧测力计做的功将________(选填“>”、“=”或“<”)第一次做的功.
(3)如果他想探究杠杆机械效率与物重的关系,在上述(1)实验基础上,接下来他应将3只钩码悬挂在________点(填“B”或“C”),并使钩码上升________高度(填“相同”或“不同”),测出拉力和A点移动的距离.
23.在研究杠杆的平衡条件实验中:
(1)实验前杠杆倾斜情况如图A所示,为使它在水平位置平衡,可将左端的平衡螺母向_________(选填“左”“右”)移动,使杠杆在水平位置平衡的好处是
__________________________.
(2)实验中共有10个相同的钩码,如图B所示,杠杆上每格等距,当在A点挂4个钩码时,则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡?(请设计两种方案)
答:①________________________________;②________________________________.(3)如图B中用弹簧测力计在G点第一次竖直向下拉,第二次仍在G点斜向右下方拉,此时弹簧测力计的示数将_________.(选填“不变”“变小”或“变大”)
(4)如果某组同学在实验前猜想杠杆平衡的条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”,他们经过实验,获得了如下表所示的数据:
动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm
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于是,他们分析了所得的数据,认为自己的猜想得到了验证,请你指出他们的实验中存在的问题.
答:①______________________________________________;
②__________________________________________________.
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F1和F2,则F1______F2(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.慈溪某建设工地,有一“塔吊”正在准备起吊一底面积为0.8m2、质量为2400kg的圆柱形重物;如图所示,A为塔吊的配重,OB为塔吊的起重臂,C为能在起重臂上移动的载重小车,载重小车下挂有滑轮组,OB=25m.当载重小车在B点时,能安全起吊重物的最大质量是1200kg.现在载重小车从距离O点为10m的载重臂上,准备起吊该圆柱形重物(不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦.g=10N/kg)问:
(1)起吊后,当重物匀速上升时,载重小车下每段钢丝绳的拉力为多大?
(2)如果将重物匀速提升20m,则拉力做功多少?
(3)塔吊将重物从起吊点提升20m后,载重小车最多能向B点方向再平移多少米,才能保证安全工作?
27.如图所示是打捞物体的模拟装置。现电动机钢丝绳自由端以0.5m/s的速度匀拉动滑轮组,经过5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到海面。(不计物体的高度、绳重和摩擦,ρ物=7.6×103kg/m3,ρ海水取 1.0×103kg/m3)求:
(1)物体浸没在海水中受到的浮力;
(2)物体在海底时受到海水的压强;
(3)已知动滑轮的总质量为m0,物体匀速上升过程中,绳子自由端的拉力为F,求该滑轮组的机械效率。(用已知量的字母表示)
28.用如图所示的滑轮组。小明站在地面上把一件重为400N的材料在30s内匀速提升到12m的楼上,此过程中滑轮组的机械效率为80%。(不计绳重及摩擦)求:
(1)在此过程中小明所做的有用功是多少?
(2)则拉力功率为多大?
(3)提升500N重物时,机械效率是多少?
29.如图甲所示,长为 80cm 的杠杆 CD(质量忽略不计)左右两端分别用细线连接 A、B 两个物体,在水平位置处于静止状态,其中OD=20cm;物体A、B 的质量分别为 2.4kg 和6kg,底面积分别为 100cm2和 200cm2。求:
(1)B 物体的重力大小为多少?
(2)A 物体对水平地面的压强为多大?
(3)用木板在水平方向轻轻托住 B 物体,使A 物体对地面的压强和 B 物体对木板的压强刚好相等,如图乙所示,杠杆恰好在水平位置平衡。求此时 A 物体受到的绳子拉力大小为多少?
30.用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M,已知被提升的物体M质量为80 kg,M的体积为6×103m3,在M物体未露出水面的过程中,绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s 的速度匀速提升了10m的高度,此过程中,拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示,不计绳重和摩擦力大小。求:(g=10N/kg)
(1)物体M的重力;
(2)动滑轮下端挂钩上的绳子拉力;
(3)滑轮组提升重物的机械效率;
(4)动滑轮的重力。
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一、选择题 1.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。
2.D
解析:D 【详解】
由图可知,甲滑轮是定滑轮,使用该滑轮不省力,所以拉力等于物体的重力;乙滑轮是动滑轮,使用该滑轮可以省一半的力,即拉力等于物体和滑轮总重力的一半,则手的拉力:F
甲
>F乙;两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的,但乙图中拉力做功要克服动滑
轮的重力做功,比甲图中做的总功要多,所以结合机械效率公式
W
W
η=有
总
可知,有用功相
同时,总功越大的,机械效率越小;
所以选D.
3.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。
4.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。
5.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。
6.D
解析:D 【详解】
A .两个物体提升相同的高度h 时,甲滑轮组动滑轮上有三段绳子,所以F 甲自由端移动的距离为3h ,乙滑轮组动滑轮上有两段绳子,所以F 乙自由端移动的距离为2h ,故A 错误.
B .根据公式W 有=Gh ,由于两物体升高相同的高度,但是G A >G B ,所以W 有甲>W 有乙,故B 错误;
C .W 有甲>W 有乙,η甲<η乙,结合W W η=
有总
知,W 总甲>W 总乙,时间又相等,由P =
W
t
知,甲滑轮组的总功率比乙的大,故C 错误;
D .根据W W W η=+有有额
,得1
η=1+W W 额有,因为η甲<η乙,所以W W W W >额甲额乙有甲有乙,又因为W 有甲
>W 有乙,所以W W >额甲额乙,再根据W G h =额动得,G G >动甲动乙,故D 正确。
故选D 。
7.D
解析:D 【解析】 【分析】
(1)使用机械时,有用功与总功的比值叫机械效率; (2)物体在单位时间完成的功叫功率; (3)由功的原理可知使用任何机械都不省功。 【详解】
A 、功率越大,表示机械做功越快,单位时间内做的功越多,但机械效率不一定就高,故A 错误;
B 、从 100%W W η
=?有用总
可知,有用功多,机械效率的大小还要看总功的大小。故B 错
误;
C 、从W
P t
=
可知,工作时间短,功率的大小还要看做功的多少,故C 错误; D 、利用机械做功时可以省力或省距离,但不能省功,故D 正确。 故选:D 。
8.A
解析:A 【解析】
分析:分别对质量为m 1、m 2、m 3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!
9.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。
10.A
解析:A
【详解】
(1)甲乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同,根据W=Gh可知两滑轮组所做的有用功相同,则
W有=Gh=100N×1m=100J,故A正确、B不正确.
(2)由图可知滑轮组绳子的有效股数n甲=2,n乙=3,
∵动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同,
∴根据
1
F G G
n
=+
物动
()可知,两滑轮组绳子自由端的拉力不相等,故C不正确,
(3)不计绳重和摩擦时,滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功,根据W=Gh可知,动滑轮重和上升高度相同时,两者的额外功相等,
即W额=G动h=20N×1m=20J,
∵W总=W有+W额,∴两滑轮组的总功相同,即W总=100J+20J=120J,
根据
W
W
η=有
总
可知,两滑轮组的机械效率相等,均为
100J
83.3%
120J
W
W
η==≈
有
总
,故D错
误.
故选A.
二、填空题
11.4550 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 12.A 端下沉 【详解】
[1]当在B 处挂3N 钩码时,由杠杆平衡条件得
F1×3=3N×2
解得F1=2N ,故应在A 处挂2N 的钩码。 [2]在A 、B 两端再加挂一个1N 的钩码时有
(2N+1N )×3
解析:A 端下沉
【详解】
[1]当在B 处挂3N 钩码时,由杠杆平衡条件1122Fl F l =得
F 1×3=3N×2
解得F 1=2N ,故应在A 处挂2N 的钩码。 [2]在A 、B 两端再加挂一个1N 的钩码时有
(2N+1N )×3>(3N+1N )×2
故A 端下沉。
13.80 【详解】
[1][2]由图乙可知,运送一件货物G=100N 时,滑轮组的机械效率,不计绳重和摩擦时,滑轮组的机械效率 解得 G 动=100N
由图甲可知,n=2,不计绳重和摩擦,运送4件
解析:80% 【详解】
[1][2]由图乙可知,运送一件货物G =100N 时,滑轮组的机械效率50%η=,不计绳重和摩擦时,滑轮组的机械效率
100N
50%10N (0)W Gh G W G G h G G G η=
=
===+++有用总
轮轮轮
解得
G 动=100N
由图甲可知,n =2,不计绳重和摩擦,运送4件货物时绳子的拉力
11
44100N 100N 250N (2(2
))F G G =+=??+=动
不计绳重和摩擦,此时滑轮组的机械效率
44100N 100%80%44100N 100N
W G W G G η'?'===?='+?+有用总轮
14.【详解】
在左图中,LOB 是阻力臂,LOA 是动力臂,因为LOB=LAB ,所以
又因为 所以
右图中,LOB 是动力臂,LOA 是阻力臂,因为 ,所以
由①②可知。
解析:4F F ='
【详解】
在左图中,L OB 是阻力臂,L OA 是动力臂,因为L OB =L AB ,所以
12
OB OA L L =
又因为OA OB FL GL = 所以
1
2
F G =…①
右图中,L OB 是动力臂,L OA 是阻力臂,因为OB OA F L GL '= ,所以
2F G '=…②
由①②可知4F F ='。
15.600 【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 =
1
n
(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 =
-22
30N
510m
F S =?压=600Pa 。 16.1 【解析】
分析:设杠杆的重心位置距杠杆一端的距离,然后根据杠杆平衡的条件列出两个关系式,联立方程组求解. 解答:如图所示,
电线杆的长L=3m ,设电线杆的重心与A 端的距离为x ,结合图示
解析:1 【解析】
分析:设杠杆的重心位置距杠杆一端的距离,然后根据杠杆平衡的条件列出两个关系式,联立方程组求解. 解答:如图所示,
电线杆的长L=3m ,设电线杆的重心与A 端的距离为x ,结合图示可知,重心到细端的距离
为L 1=3m-x ,离粗端的距离为L 2=x ,将A 端抬起(图1),由杠杆平衡的条件可得:
11F L GL =,代入数据得:120033N m G m x ?=?------()①;将B 端抬起(图
2),由杠杆平衡的条件可得:22F L GL =,代入数据得:
6003N m Gx ?=-----②;联立①②解得:18001G N x m ==,
故答案为 (1). 1800 (2). 1
【点睛】本题考查了杠杆平衡条件的应用,确定两种情况下的力臂大小是关键.
17.875% 【解析】
(1)由题意可知,木块受到的摩擦力: f=0.1G=0.1×90N=9N, 木块克服摩擦所做的功: W 有=fs 物=9N×0.2m=1.8J; (2)由图可知,n=3,则绳端移动的
解析:875% 【解析】
(1)由题意可知,木块受到的摩擦力:
f =0.1G =0.1×90N=9N,
木块克服摩擦所做的功:
W 有=fs 物=9N×0.2m=1.8J;
(2)由图可知,n =3,则绳端移动的距离:
s 绳=ns 物=3×0.2m=0.6m,
拉力做的总功:
W 总=Fs 绳=4N×0.6m=2.4J,
滑轮组的机械效率:.
故答案为:1.8;75.
18.4kg 【解析】
试题分析:以杠杆为研究对象,因为杠杆平衡,根据杠杆的平衡条件得出两边受力的大小关系;
左边受力根据动滑轮的特点和同一直线上力的合成求得; 右边受力根据同一直线上同方向力的合成求得
解析: 4kg 【解析】
试题分析:以杠杆为研究对象,因为杠杆平衡,根据杠杆的平衡条件得出两边受力的大小关系;
左边受力根据动滑轮的特点和同一直线上力的合成求得;
右边受力根据同一直线上同方向力的合成求得; 最后根据两边受力大小关系求配重C 的质量m C .
解:若开关刚好能被拉开,则拉力T=6N ,此时杠杆在水平位置平衡,B 端受地面的支持力为0,
如右图:F A ×OA=F B ×OB , 由题知,OA :OB=3:1, 则F A :F B =1:3; ①
细绳的质量、滑轮与轴的摩擦忽略不计, 则T=(F 拉+G 轮), 则物体C 受到的向上的拉力:
F 拉="2T"
G 轮="2×6N" m P g="12N" 0.2kg×10N/kg=10N ; 所以,杠杆左边受到力: F A =G C F 拉=m C g 10N , ②
F B =F+
G D =75N+m D g=75N+1.5kg×10N/kg=90N ③ 将②③代入①得: (m C g 10N ):90N=1:3, 解得:m C =4kg . 故答案为4.
【点评】本题综合考查了重力的计算、动滑轮的特点、杠杆的平衡条件、同一直线上力的合成,杠杆在水平位置平衡,B 端受地面的支持力为0是分析本题的关键.
19.【解析】 ,
而T1:T2=5:4,即, 解得:; 而mB=60kg ,
则物体B 的重力为:GB=mBg=60kg×10N/kg=600N , 因此物体C 的重力为:GC=×600N=450N ; 而==
解析:【解析】
B
11B 2C 21C 2
G 3T G 3T 16G 3T G 153T ηη==?=,