(5)分析实验数据,在弹簧测力计的示数接近0之前,关于摩擦力与绳子缠绕圈数之间关系的探究结论是:_____。
【答案】 (1). 0.5 (2). 静摩擦 (3). 7.1 (4). 由表中数据可知,绕绳的圈数越多,弹簧测力计的示数越小,绳和立柱间的摩擦力越大,但摩擦力与绕绳的圈数不成正比。 3.(2019阜新,27)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲,把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点,其目的是消除_____对实验的影响。为了方便直接测出力臂,实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,当在A处挂上钩码后杠杆转动,说明力能改变物体的_____。
(2)图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡,若在A处下方再挂一个相同的钩码,为使杠杆保持水平平衡,需将挂在B处的钩码向右移动_____格。当杠杆平衡、钩码静止时,挂在A处的钩码所受重力和钩码所受拉力是一对_____力。
(3)如图丙,小明取下B处钩码,改用弹簧测力计钩在C处,使杠杆再次在水平位置平衡,弹簧测计示数_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)1N,如果竖直向上拉动弹簧测力计,它是_____杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)(每个钩码重0.5N)。 (4)小明经过多次实验,分析实验数据后得出了杠杆平衡条件_____。 【答案】(1)杠杆自重
运动状态 (2)1
平衡 (3)大于
省力
(4)F1l1=F2l2(或 动力×动力臂=阻力×阻力臂)
4.(2019德阳,19)如图所示是探究杠杆平衡条件的几个实验情景:
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆______(选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接下来调节杠杆两端的螺母,使杠杆处于______。
(2)如图乙所示,A点挂有2个质量均为50g的钩码、为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂_____个质量均为50g的钩码。
(3)如图丙所示,现给你一个量程为0~2N的弹簧测力计,若干个50g的钩码,钩码挂在
C点处,现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡,则在C点处所挂钩码的最多个
数为______个。
【答案】 (1). 达到 (2). 水平位置平衡 (3). 3 (4). 6 四、计算题
1.(2019苏州,27)如图所示,利用动滑轮提升货物在竖直向上、大小为250N的拉力F作用下,重为400N的货物在20s的时间内匀速上升5m,求:
(1)有用功W有 (2)拉力F的功率P (3)此过程中动滑轮的机械效率η。
解:(1)拉力做的有用功是:W有=Gh=400N×5m=2000J,
(2)由图知道,n=2,所以动滑轮绳端移动的距离是:s=nh=2×5m=10m, 拉力做的总功是:W总=Fs=250N×10m=2500J, 拉力F的功率是:P?W总2500J =125W; ?t20s(3)动滑轮的机械效率是:??W有用2000J?100%=?100% =80%; W总2500J2. (2019泰州,24)如图,使用杠杆提升重物,拉力F竖直向下,重物匀速缓慢上升,相关数据如下表:求
(1)拉力所做的功 (2)拉力做功的功率
(3)此过程中,该杠杆的机械效率
解:(1)拉力所做的功:W拉=Fs=500N×0.2m=100J (2)拉力做功的功率:P?W拉t=100J=200W 0.5s
(3)此过程中拉力做的有用功为:该杠杆的机械效率:
3.(2019南充,26)如图,杠杆在水平位置平衡,物体M重为500N,OA:OB=2:3,每个滑轮重为20N,滑轮组的机械效率为80%,在拉力F的作用下,物体M,以0.5m/速度匀速上升了5m。(杠杆与绳的自重摩擦均不计)求:
(1)物体M2的重力; (2)拉力F的功率;
(3)物体M1对水平面的压力。
解:(1)因杠杆与绳的自重、摩擦均不计,故克服动滑轮重力做的功为额外功,
则滑轮组的机械效率:?=W有W总=GhGG=即80%=
Gh+G动hG+G动G+20N解得物体M2的重力:G=80N;
(2)由图知,绳子的有效段数为2,绳的自重、摩擦均不计,则作用在绳子自由端的拉力:
F=G+G动80N?20N??50N 22物体M2以0.5m/s速度匀速上升了h,绳子自由端移动的距离为:s=2h, 由v?s可得绳子自由端的速度为: tv绳=2v=2×0.5m/s=1m/s;
拉力F的功率:
P?WFs??Fv绳?50N?1m/s?50W tt(3)由力的平衡条件可得,B端对定滑轮向上的拉力:
F′B=3F+G定=3×50N+20N=170N,
根据力的作用是相互的,则定滑轮对杠杆B端的拉力为:FB=F′B=170N, 根据杠杆的平衡条件可得:FA×OA=FB×OB, 故绳子对杠杆A端的拉力为:
力的作用是相互的,则绳子对M1向上的拉力为FA′=FA=255N, 根据力的平衡,地面对M1的支持力:
F支=G1﹣FA′=500N﹣255N=245N;
由力的相互性可知,物体M1对水平面的压力:
F压=F支=245N。
4.(2019常德,28)(7分)如图甲所示,柳叶湖大桥让常德市区交通变得便捷的同时也成为了一道亮丽的风景。小洋暑假里在常德欢乐水世界游玩后乘小汽车返回市区,需要从平直的道路驶上柳叶湖大桥。已知小汽车(含乘客)总质量为2.5×103kg,以18m/s的速度在的引桥上匀速行驶,如图乙所示,此过程中小汽车的功率为36kW,可以将引桥近似看成一个倾角较小的斜面,此斜面的长度为400m,高度为12m。
(1)如果小汽车与地面的接触面积为0.05m2,它静止在水平路面上对地面的压强为多大?
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