平衡;
②根据F1L1=F2L2可知,1.5N×5cm=0.5N×L2, 解得L2=15cm;
③实验得出的杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2;
④取下图甲中右边钩码,换用弹簧测力计向右下方拉杠杆,弹簧测力计拉力的方向没有与杠杆垂直,这时动力臂减小,在阻力和阻力臂不变,动力要增大,所以弹簧测力计示数变大,才能使杠杆仍然水平平衡。
故答案为:①水平;②15;③F1L1=F2L2;④大于。
【点评】本题探究“杠杆的平衡条件”,考查器材的调试、杠杆平衡条件的应用。 26.火箭加速升空的过程中,对其搭载的卫星来说,动能 增大 ,机械能的总量 增大 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
【分析】影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时,根据各自的影响因素进行分析。 【解答】解:
火箭加速升空的过程中,对其搭载的卫星来说,卫星的质量不变,其速度增大,所以动能增大;同时高度增大,所以其重力势能增大;因卫星的动能和重力势能都变大,则卫星的机械能总量增大。 故答案为:增大;增大。
【点评】此题主要考查了机械能的大小变化,关键是掌握动能和势能的影响因素。 27.如图所示,请画出力F的力臂L。
【分析】画力臂的步骤: ①找到支点O;
②用虚线延长力的作用线; ③做支点到力的作用线的垂线; ④标注出力臂L。
【解答】解:用虚线延长力F的作用线,做O到力的作用线的距离。标出力臂L.如图所示:
【点评】会根据力臂的画法,画出相应力的力臂,并且要求作图规范。
28.运用知识解决问题:如图,轻质杠杆的OA:OB=4:1,放在水平地面上的物体甲的重力G甲=200N,当杠杆水平平衡时,物体甲对地面的压力为100N,则物体乙的重力G乙= 400N 。若是想让物体甲对地面的压强为零,轻质杠杆的O′A′:O′B′= 2:1 。
【分析】(1)已知甲对地面压力,然后根据压力、重力与拉力之间的关系,求出物体甲对杠杆的拉力,再利用杠杆平衡条件计算物体乙的重力;
(2)若是想让物体甲对地面的压强为零,即甲对地面的压力为零,故此时杠杆平衡。 【解答】解:(1)物体甲对地面的压力: F压=100N,
则物体甲对杠杆的拉力为F1=G甲﹣F压=200N﹣100N=100N, 根据杠杆平衡条件可得:F1×OA=G乙×OB, 因为OA:OB=4:1, 所以,G乙=
=
=4F1=4×100N=400N;
(2)若是想让物体甲对地面的压强为零,则甲对地面的压力为零,即甲对杠杆的拉力等于重力,此时杠杆处于平衡状态, 根据杠杆的平衡条件得:G甲=400N:200N=2:1。 故答案为:400;2:1。
【点评】题主要考查杠杆平衡条件的应用,同时考查力的平衡,根据力的合成得出物体甲对杠杆的拉力大小是解答此题的关键。
,所以O′A′:O′B′=G乙:
29.小雨设计了测量滑轮组机械效率的两个实验方案:
方案甲
①组装好如图所示的滑轮组 ②用弹簧测力计测出物体的重力 G ③用弹簧测力计拉住绳子的自由端,沿竖直方向做匀速直线运动,记下测力计的示数 F
④根据机械效率公式推导式η=
④用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子自
由端上升的距离s
=
⑤根据机械效率公式推导式η=
计算出滑轮组效率
=
方案乙
①组装好如图所示的滑轮组 ②用弹簧测力计测出物体的重力 G ③用弹簧测力计测出动滑轮的重力 G
=计算出滑轮组效率
对比以上两个实验方案,你认为正确的实验方案是 甲 ,错误的方案 乙 ,出错的原因是 没有考虑绳子的重力、绳子与轮的摩擦、轮与轴的摩擦 。
【分析】(1)滑轮组机械效率公式:η=
=
;
(2)影响滑轮组机械效率的因素是物体的重力、动滑轮的重力,绳子的重力、绳子与轮的摩擦,轮与轴的摩擦。
【解答】解:(1)测量滑轮组机械效率需要测量物体的重力G、匀速拉动物体时弹簧测力
计的示数F、物体升高的高度h,绳子自由端运动的距离s,利用公式:η=出滑轮组机械效率,故甲方案正确;
=算
(2)影响滑轮组机械效率的因素是物体的重力、动滑轮的重力,绳子的重力、绳子与轮的摩擦、轮与轴的摩擦, 乙方案滑轮组的效率η=
=
=
是没有考虑绳子的重力、绳子与
轮的摩擦、轮与轴的摩擦的情况下得出的,这样算出的额外功偏小,机械效率偏高,故乙方案错误。
故答案为:甲;乙;没有考虑绳子的重力、绳子与轮的摩擦、轮与轴的摩擦。 【点评】本题考查了影响滑轮组机械效率的因素和滑轮组机械效率的测量等知识,掌握影响滑轮组机械效率的因素是解题的关键。 30.请用相关的两个物理知识解释如下现象:
场景:小明用吸管的尖端刺破饮料封口,用力一吸喝到了饮料。 解释:。
【分析】(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强。 (2)吸饮料是借助了大气压强的作用。
【解答】答:用吸管的尖端,是在压力不变时,通过减小受力面积来增大压强,从而很轻松地就扎破了饮料封口;
用吸管吸饮料时,先吸走了管中的空气,使管内气压减小,饮料在大气压的作用下进入管内,流入嘴中。
【点评】这是一道生活应用题,要结合物理规律解决分析。学习物理时要多联系生活,对生活现象要仔细观察,认真思考。
31.重为5N、底面积为150cm的薄壁圆柱形容器,盛水后放在水平桌面上。将体积为2×10cm的木块用轻质细绳与底部相连放入水中,此时水面距容器底30cm,如图甲所示;当把细绳剪断后,静止时木块露出水面的体积是它自身体积的,如图乙所示。 (1)图甲中,水对容器底的压强是多少? (2)图甲中,绳对物体的拉力是多少?
3
3
2
(3)图乙中,容器对水平桌面的压强是多少?
【分析】(1)知道图甲容器中水的深度,根据p=ρgh求出水对容器底的压强; (2)物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出图甲中木块受到的浮力,当把细绳剪断后,静止时木块处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力即为木块的重力,木块浸没时受到竖直向上的浮力和竖直向下重力、绳子拉力处于平衡状态,据此求出绳对木块的拉力;
(3)先求出容器内水的体积,利用ρ=求出容器内水的质量,根据G=mg求出容器内水的重力,容器对水平桌面的压力等于水和容器、木块的重力之和,利用p=求出容器对水平桌面的压强。
【解答】解:(1)图甲中,水对容器底的压强: p=ρ水gh=1.0×10kg/m×10N/kg×0.3m=3000Pa; (2)因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等, 所以,图甲中木块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×10kg/m×10N/kg×2×10×10m=20N, 当把细绳剪断后,静止时木块处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等, 则木块的重力: G=F浮′=ρ
3
﹣63
水
3
3
3
﹣63
3
3
gV排′=ρ
水
g×(1﹣)V=1.0×10kg/m×10N/kg×(1﹣)×2×
33
10×10m=15N,
因木块浸没时受到竖直向上的浮力和竖直向下重力、绳子拉力处于平衡状态, 所以,绳对木块的拉力: F拉=F浮﹣G=20N﹣15N=5N; (3)容器内水的体积:
V水=Sh﹣V=150cm×30cm﹣2×10cm=2.5×10cm,
2
3
3
3
3
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