【答案】B 【解析】 【详解】
如图所示,是动滑轮的特殊用法,拉力是A与地面摩擦力的2倍, 故
;
物体A在水平方向上匀速移动5m, 则拉力移动的距离:拉力F做的功:故选B.
,
.
20.在探究“杠杆平衡条件“实验中,杠杆在力F作用下水平平衡,如图所示,现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F与其力臂的乘积变化情况是( )
A.一直变小 【答案】C 【解析】 【详解】
B.一直变大 C.一直不变 D.先变小后变大
将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,钩码的重力不变,其力臂OA不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件
Fl11?F2l2
可知,拉力F与其力臂的乘积也是不变的. 【点睛】
重点是杠杆平衡条件的应用,要理解当力与杠杆垂直时,力臂是最长的,倾斜后力臂会变短,正是由于杠杆保持平衡,所以力臂减小的同时,拉力要增大.
21.内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡.下列四个图中,能正确表示饮料罐(含饮料)所受重力的示意图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A 【解析】 【详解】
重力的方向始终竖直向下,故CD错误;
根据题意,内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡,根据杠杆的平衡条件知,只有重力的作用线经过支点时,罐子才会保持平衡,故A正确,B错误. 故选A. 【点睛】
关键是根据杠杆的平衡条件分析,理解当一个力通过支点时,此力的力臂为零,对杠杆起不到任何作用,即原来平衡的杠杆会仍然平衡.
22.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率 η 与物重 G物的关系,改变 G物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出 η 与 G物关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则 下列说法正确的是
A.同一滑轮组机械效率 η 随 G 物的增大而增大,最终将达到 100% B.当 G物=12N 时,弹簧测力计读数为 5N C.此滑轮组动滑轮的重力为 4N
D.G物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组机械效率将改 【答案】B 【解析】 【分析】
(1)使用机械时,人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功;对完成任务没有用,但又不得不做的功叫额外功;有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功的比值叫机械效率; (2)不计绳重和摩擦,结合图中信息,根据
??W有用W总?W有W有?W额?GhG?求得动滑轮的重力,再计算G物=12N时弹
Gh?G动hG?G动簧测力计读数;
(3)G物不变,改变图甲中的绕绳方式,分别将同一物体匀速提高到相同高度,做的有用
功相同;克服动滑轮做的额外功相同,由此分析机械效率的变化情况。 【详解】
A、使用滑轮组时,克服物重的同时,不可避免地要克服动滑轮重做额外功,所以总功一定大于有用功;机械效率一定小于1,即同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大,但最终不能达到和超过100%,故A错误; BC、由图可知,G=12N,此时η=80%, 不计绳重和摩擦,??即: W有用W总?W有W有?W额?GhG?,
Gh?G动hG?G动12N?80%,
12N?G动11?(G物?G动)??(12N?3N)?5N,故B正确; 33解得动滑轮的重力:G动=3N,故C错误; G物=12N时,弹簧测力计读数:F?D、G物不变,改变图甲中的绕绳方式,将同一物体匀速提高相同的高度,所以所做的有用功相同,忽略绳重及摩擦时,额外功:W额?G轮h,即额外功W额相同,总功相同,则两装置的机械效率相同。故D错误。 故选:B。
23.用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m,已知动滑轮重30N,不计绳重与摩擦,则
A.利用滑轮组所做的有用功是450J B.绳子自由端移动的速度是0.9m/s C.拉力的功率是99W D.滑轮组的机械效率是80% 【答案】C 【解析】
利用滑轮组所做的有用功:W有=Gh=300N×3m=900J,故A错误;拉力做的功:W总=(G+G
动
)h=(300N+30N)×3m=990J,拉力的功率:P=W/t=990W10s=99W,故C正确;滑轮组的
机械效率:η=W有/W总×100%=900J/990J×100%≈90.9%,故D错误;由图可知,n=2,则绳端移动的距离:s=nh=2×3m=6m,绳子自由端移动的速度:v=s/t=6m/10s=0.6m/s,故B错误,故选C。
24.如图所示,可绕 O 点转动的轻质杠杆,在 D 点挂一个重为 G 的物体 M.用一把弹簧测
力 计依次在 A、B、C 三点沿与圆 O 相切的方向用力拉,都使杠杆在水平位置平衡,读出三 次的示数分别为 F1、F2、F3,它们的大小关系是
A.F1=F2=F3=G B.F1<F2<F3<G C.F1>F2>F3>G D.F1>F2=F3=G 【答案】A 【解析】 【分析】
利用杠杆平衡条件分析,当阻力和阻力臂不变时,如果动力臂不变,只改动用力方向,其动力不变,据此分析解答。 【详解】
OD=F×L 设拉力的力臂为L,则由题意可知,当杠杆在水平位置平衡时:G×由此可得:F?G?OD L因为G,OD不变,OD=L=r,故F=G,由于F1、F2、F3的力臂都为圆的半径都相等,所以得:F1=F2=F3=G。 故选:A。
25.如图所示的滑轮组上:挂两个质量相等的钩码A B,放手后将出现的现象是(忽略滑轮重,绳重及摩擦) ( )
A.A下降 B.B下降 C.保持静止 D.无法确定 【答案】A
【解析】分析:利用动滑轮、定滑轮的省力特点分析解答此题。定滑轮只能改变力的方向,不能省力,动滑轮可以省一半的力。
解答:B所在的滑轮为动滑轮,动滑轮省一半的力,A所在的滑轮为定滑轮,定滑轮不省力;A与B质量相等,重力相等,将B拉起只需A重力的一半即可,所以A下降,B上升。 故选:A。
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