第十一章 机械与功 单元精选真题测评卷(原卷版 解析版)

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第十一章 机械与功 单元精选真题测评卷(原卷版 解析版)

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第十一章 机械与功 单元精选真题测评卷
一、单选题
1.下列情景中,人对物体做功的是(  )
A.人用力将弹簧压缩
B.人拎着书包使书包沿水平匀速运动
C.人用力推一块大石头但没有推动
D.举重运动员举着杠铃不动
2.借助简单机械将重物提升,若不计滑轮重量及摩擦,以下装置最省力的是(  )
A. B.
C. D.
3.如图所示的四种工具,正常使用属于费力杠杆的是(  )
A.开瓶器 B.羊角锤
C.铁皮剪子 D.筷子
4.下列杠杆在使用时为了省距离的是(  )
A. 起子 B. 道钉撬
C. 筷子 D. 钢丝钳
5.如图所示,下列描述正确的是(  )
A.图甲中,滑冰运动员潜行过程中没有惯性
B.图乙中,压住粉笔写字是为了减小摩擦力
C.图丙中,园艺工人修剪花技的剪刀属于省力杠杆
D.图丁中,飞机起飞利用了空气流速大压强大的原理
6.如图所示,工人师傅在50s内用大小为500N的力F,将物体从斜面底端匀速拉到顶端,若此装置的机械效率为80%,g=10N/kg,不计绳子与滑轮间的摩擦力,下列说法正确的是(  )
A.所拉物体的质量为800kg
B.拉力的功率是40W
C.物体在斜面上运动时受到的摩擦力是100N
D.物体在斜面上运动时受到的摩擦力是500N
7.如图所示的情景中,人对物体施加的力对物体(加点的物体)做功的是(  )
A.学生背着书包随车水平匀速运动
B.运动员举着杠铃静止不动
C.妈妈推着婴儿车在水平地面上前行
D.脱手后的冰壶继续向前滑行
8.如图所示的四种情景中,所使用的杠杆属于省距离的杠杆是(  )
A.羊角锤
B.筷子
C.起瓶器
D.独轮车
9.某建筑工地上,一台起重机10s内将重1.5×104N的物体匀速提升3m,起重机吊臂上的滑轮组如图所示,滑轮组的机械效率为75%。下列分析错误的是(  )
A.拉力F的大小为7.5×103N B.有用功的大小为4.5×104J
C.额外功的大小为1.5×104J D.拉力F的功率为6.0×103W
10.如题图1所示,分别用水平拉力、拉物体甲、乙,使甲、乙在水平面上做直线运动,如题2图是、所做的功—路程图像,如题3图是物体甲、乙的路程—时间图像,甲、乙所受的摩擦力分别为、,、所做的功率是、。则下列说法正确的是(  )
A. B. C. D.
二、填空题
11.如图所示,一轻质杠杆水平支在支架上,OA:OC=2:1,G1是边长为5cm的正方体,G2重20N,则绳子对G1的拉力为   N,此时G1对地面的压强为2×104Pa,G1重   N.
12.利用杠杆投掷石球,如图所示,作用在A点的力沿   方向时最小,若力沿c的方向时力臂   (选填“变长”、“变短”)。已知石球重100N,OA:OB=1:4,则作用在A点力的最小值为   N(不计杠杆自重及摩擦)。
13.简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾,对垃圾桶进行了简易改装(如图甲)。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图,O为杠杆支点,A为绳子拉力F的作用点,B为桶盖的重心。
根据图乙回答下列问题:
(1)定滑轮的作用是   ;
(2)该状态下的桶盖属于   (填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
14.重500N的物体,在100N的水平拉力作用下,在10s种内沿水平地面匀速移动2米。在这个过程中,拉力做功是   J,重力所做的功是   J,拉力做功的功率是   W。
15.如图所示的杠杆每个小格的长度相等,质量不计,O为杠杆的支点,物体A是边长为0.1m的正方体.当杠杆右侧挂一个重为4N的物体B时,杠杆平衡.此时物体A对水平地面的压强为300Pa,则物体A的密度为    kg/m3(g=10N/kg).
16.“由物及理,思维建模”。如图所示,这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置   (填简单机械名称)模型。匀速提起摩托车,工人所用的拉力为500N,若不计摩擦、绳重和装置的自重   N。
17.如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小是   N;保持F的方向始终竖直,将杠杆从OA位置匀速提升到OB位置的过程中,力F的大小将   (选填“变大”“变小”或“不变”)。
18.国产航母001A型满载时排开水的体积为6.5×104m3,最大航速54km/h。某次测试中释放声呐探测器到水下20m深时,声呐探测器所受海水压强为   Pa,当航母满载时受到海水的浮力是   N,某次训练时该航母以最大航速匀速航行,推力的功率为9.75×108W,航母所受阻力为   N.(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
三、实验探究题
19.小红利用杠杆做以下实验,实验时使用的每个钩码的质量均相等,杠杆上相邻刻度线间的距离相等。
(1)如图甲所示,杠杆在水平位置平衡,若在A、B两点再各增加1个钩码,杠杆将   (选填“顺时针旋转”或“逆时针旋转”);
(2)如图乙所示,在A、C两点分别悬挂等重的载物盘,制作了一个天平。此天平是利用了   (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆原理制成的;
(3)小红正确使用自制天平称量物体质量时:假如支点O因某种原因向左偏移,则测量值   真实值(选填“大于”“等于”或“小于”);
(4)杆秤是根据杠杆的平衡条件工作的。如图丙,当秤盘不放物品时,秤悬挂在0kg刻度线处杆秤刚好平衡(简称“调零”)。某杆秤的秤钩因不慎粘一块橡皮泥,导致杆秤不能调零,继续使用该杆秤,测量结果将   (选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
20.对于“动滑轮的机械效率跟动滑轮所受重力是否有关?”这一探究问题,小明选用带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳,另外还有钩码一盒,质量不等的滑轮2个进行实验(滑轮的轮与轴之间的摩擦很小,可忽略不计)。
(1)该实验的自变量是   ,因变量是   ;
(2)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①用调好的弹簧测力计分别测出对一个钩码、一个动滑轮所受的重力,分别用T、G动1表示。如图所示组装实验器材,用弹簧测力计拉自由端,使钩码   上升,此时动滑轮对钩码的拉力为T,T=G,绳子自由端所受拉力用F表示,绳子自由端移动的距离用s表示,钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F,用刻度尺分别测出s、h,并把测量数据记录在表格中;
②用弹簧测力计测出另一动滑轮所受重力G动2,保证   不变,仿照步骤①分别测量对应的F、s、h,并把测量数据记录在表格中;
(3)利用公式,计算两次实验中动滑轮的机械效率η,由η1   η2(选填“=”或“≠”),可以得出“动滑轮的机械效率跟动滑轮所受重力有关”。
21.如图,在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)为便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡。为此,应将平衡螺母向   (选填“左”或“右”)调节;
(2)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂   个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;
(3)为探究杠杆的平衡条件,实验小组用下表中的两种方案进行收集实验数据,其中合理的是方案   (选填“一”或“二”);
实验序号 方案一 方案二
/N /cm /N /cm /N /cm /N /cm
1 3 10 3 10 3 5 5 3
2 2 20 2 20 4 15 3 20
3 1 15 1 15 2 25 5 10
(4)在合理的实验方案下,实验小组对收集到的实验数据进行分析,总结出杠杆的平衡条件是   (用、、、表示);
(5)实验小组同学用弹簧测力计替代B点的钩码,将弹簧测力计绕B点由竖直向下的位置逆时针旋转至如图丙所示位置。在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐   (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(6)某同学在实验过程中发现当杠杆处于如图丁所示的状态时,杠杆也能保持水平平衡,此时杠杆属于   (选填“省力”或“费力”)杠杆,请举出它在生活生产中的一个应用实例:   。
四、作图题
22.如图,请在杠杆A处画出把物体拉起时的最小拉力和动力臂L1,并画出阻力和阻力臂L2。
23.如下图所示,女孩想用一根绳子和两个滑轮提起物体,请画出最省力的绕线方式。
24.如图所示,轻质杠杆的A点挂一重物,O为杠杆的支点.请在杠杆端点B画出杠杆平衡时所施加的最小动力F1的示意图及其动力臂L1
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第十一章 机械与功 单元精选真题测评卷
一、单选题
1.下列情景中,人对物体做功的是(  )
A.人用力将弹簧压缩
B.人拎着书包使书包沿水平匀速运动
C.人用力推一块大石头但没有推动
D.举重运动员举着杠铃不动
【答案】A
【解析】【解答】解:A、人用力将弹簧压缩,人对弹簧施加了一个力,弹簧沿力的方向通过了一段距离,所以人对弹簧做了功;故A正确;
B、人拎着书包沿水平方向匀速运动,人给书包一个向上的力,但书包没有沿力的方向移动距离,所以力对书包没有做功;故B错误;
C、人用力推大石头,人给石头一个向前的力,石头在推力作用下没有移动距离,所以推力对石头没有做功;故C错误;
D、举重运动员举着杠铃不动,人对杠铃施加了一个力,杠铃没有在力的方向上移动距离,所以人没有对杠铃做功;故D错误.
故选A.
【分析】本题要抓住做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可.
2.借助简单机械将重物提升,若不计滑轮重量及摩擦,以下装置最省力的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
3.如图所示的四种工具,正常使用属于费力杠杆的是(  )
A.开瓶器 B.羊角锤
C.铁皮剪子 D.筷子
【答案】D
【解析】【解答】ABC.是省力杠杆。开瓶器、羊角锤、铁皮剪子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,故ABC不符合题意;
D.动力臂小于阻力臂,筷子在使用过程中,是费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
【分析】判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
4.下列杠杆在使用时为了省距离的是(  )
A. 起子 B. 道钉撬
C. 筷子 D. 钢丝钳
【答案】C
【解析】【解答】A.起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但要费距离,A不符合题意;
B.道钉撬在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但要费距离,B不符合题意;
C.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但要省距离,C符合题意;
D.钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但要费距离,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】三种杠杆:(1)省力杠杆:L1>L2,平衡时F1F2,特点是费力,但省距离,(如钓鱼杠,筷子等);(3)等臂杠杆:L1=L2平衡时F1=F2,特点是既不省力,也不费力,(如:天平)。
5.如图所示,下列描述正确的是(  )
A.图甲中,滑冰运动员潜行过程中没有惯性
B.图乙中,压住粉笔写字是为了减小摩擦力
C.图丙中,园艺工人修剪花技的剪刀属于省力杠杆
D.图丁中,飞机起飞利用了空气流速大压强大的原理
【答案】C
【解析】【解答】A.任何物体都具有惯性,所以滑冰运动员滑行过程中仍然有惯性,A不符合题意;
B.用力压住粉笔写字是通过增大压力来增大摩擦力的,B不符合题意;
C.园艺工人用来修剪树枝的剪刀,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,C符合题意;
D.飞机起飞利用了“空气流速大的地方压强小”的原理,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】任何物体都具有惯性;增大压力,可以增大摩擦力;动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;飞机起飞利用了流速大的地方压强小的原理。
6.如图所示,工人师傅在50s内用大小为500N的力F,将物体从斜面底端匀速拉到顶端,若此装置的机械效率为80%,g=10N/kg,不计绳子与滑轮间的摩擦力,下列说法正确的是(  )
A.所拉物体的质量为800kg
B.拉力的功率是40W
C.物体在斜面上运动时受到的摩擦力是100N
D.物体在斜面上运动时受到的摩擦力是500N
【答案】C
7.如图所示的情景中,人对物体施加的力对物体(加点的物体)做功的是(  )
A.学生背着书包随车水平匀速运动
B.运动员举着杠铃静止不动
C.妈妈推着婴儿车在水平地面上前行
D.脱手后的冰壶继续向前滑行
【答案】C
【解析】【解答】A、背书包随车水平匀速运动,给书包一个向上的力,书包没有在力的方向上移动距离,力对书包没有做功,故A错误;
B、举着杠铃原地不动,给杠铃一个向上的力,杠铃没有移动距离,力对杠铃没有做功推动汽车前进,给汽车一个力,汽车在力的方向移动了距离,力对汽车做了功,故B错误;
C、妈妈推着婴儿车在水平地面上前行,婴儿车在力的方向上移动了距离,力对婴儿车做了功,故C正确;
D、脱手后的冰壶,没有推力作用在冰壶上,人的推力没有做功,故D错误。
故选:C。
【分析】做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,据此分析判断。
8.如图所示的四种情景中,所使用的杠杆属于省距离的杠杆是(  )
A.羊角锤
B.筷子
C.起瓶器
D.独轮车
【答案】B
【解析】【解答】A、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,A不符合题意;
B、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,B符合题意;
C、起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,C不符合题意;
D、独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,D不符合题意.
故答案为:B.
【分析】杠杆的分类:
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;
②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;
③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂.
结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.
9.某建筑工地上,一台起重机10s内将重1.5×104N的物体匀速提升3m,起重机吊臂上的滑轮组如图所示,滑轮组的机械效率为75%。下列分析错误的是(  )
A.拉力F的大小为7.5×103N B.有用功的大小为4.5×104J
C.额外功的大小为1.5×104J D.拉力F的功率为6.0×103W
【答案】A
【解析】【解答】克服重力做的有用功为W有=Gh=1.5×104N×3m=4.5×104J
由于滑轮组的机械效率为75%,则拉力做的总功为
则可求额外功为W额=W总-W有=6×104J-4.5×104J=1.5×104J
如图动滑轮上两段绳子,则倍数关系为2,当物体匀速提升3m,则绳子拉动6m,则可求拉力为
拉力的功率为
A错误,符合题意,BCD正确,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据重力和高度的乘积计算有用功;有用功和机械效率的比值计算总功;功和时间的比值计算功率。
10.如题图1所示,分别用水平拉力、拉物体甲、乙,使甲、乙在水平面上做直线运动,如题2图是、所做的功—路程图像,如题3图是物体甲、乙的路程—时间图像,甲、乙所受的摩擦力分别为、,、所做的功率是、。则下列说法正确的是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】【解答】根据图2可知,当经过相同的路程时,W1>W2,根据W=Fs可知,拉力F1>F2,A错误;
根据图3可知,当经过相同的时间时,路程s甲>s乙,根据s=vt可知,速度v甲>v乙,B错误;
根据图像可知,两次都做匀速直线运动,则摩擦力等于拉力,因此摩擦力f甲>f乙,C错误;
根据P=Fv可知,拉力的功率P甲>P乙,D正确。
故选D。
【分析】根据公式W=Fs,s=vt和P=Fv分析计算即可。
二、填空题
11.如图所示,一轻质杠杆水平支在支架上,OA:OC=2:1,G1是边长为5cm的正方体,G2重20N,则绳子对G1的拉力为   N,此时G1对地面的压强为2×104Pa,G1重   N.
【答案】10;60
12.利用杠杆投掷石球,如图所示,作用在A点的力沿   方向时最小,若力沿c的方向时力臂   (选填“变长”、“变短”)。已知石球重100N,OA:OB=1:4,则作用在A点力的最小值为   N(不计杠杆自重及摩擦)。
【答案】b;变短;400
13.简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾,对垃圾桶进行了简易改装(如图甲)。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图,O为杠杆支点,A为绳子拉力F的作用点,B为桶盖的重心。
根据图乙回答下列问题:
(1)定滑轮的作用是   ;
(2)该状态下的桶盖属于   (填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
【答案】改变力的方向;省力
14.重500N的物体,在100N的水平拉力作用下,在10s种内沿水平地面匀速移动2米。在这个过程中,拉力做功是   J,重力所做的功是   J,拉力做功的功率是   W。
【答案】200;0;20
【解析】【解答】在这个过程中,拉力做功是,重力的方向是竖直方向,而物体在水平方向运动,垂直无功,故重力做功的大小为0J。拉力做功的功率是
【分析】根据W=Fs,求出功;功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离,根据,可求出功率。
15.如图所示的杠杆每个小格的长度相等,质量不计,O为杠杆的支点,物体A是边长为0.1m的正方体.当杠杆右侧挂一个重为4N的物体B时,杠杆平衡.此时物体A对水平地面的压强为300Pa,则物体A的密度为    kg/m3(g=10N/kg).
【答案】0.5×103
【解析】【解答】解:
由图知,LA:LB=4:2=2:1,
由p= ,
A对桌面的压力:F压=pS=300Pa×0.1m×0.1m=3N,即物体A受到的支持力为3N,
A对桌面的压力等于A的重力减去杠杠的拉力,即F压=GA﹣FA,
所以FA=GA﹣F压=GA﹣3N,
因为杠杠平衡,所以FA×LA=GB×LB,
即:FA= GB= ×4N=2N,
即:GA﹣2N=3N;
所以GA=5N,
所以物体A的密度:
ρA= = = =0.5×103kg/m3.
故答案为:0.5×103.
【分析】由图知杠杠两边力的力臂关系,知道A对桌面的压强,求出A的底面积,利用压强公式求A对桌面的压力,而该压力等于A的重力减去杠杠的拉力,根据杠杠的平衡条件可得关于A的重GA和B的重GB的方程,解出物体A受到的支持力和重力;再由密度公式计算A的密度.
16.“由物及理,思维建模”。如图所示,这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置   (填简单机械名称)模型。匀速提起摩托车,工人所用的拉力为500N,若不计摩擦、绳重和装置的自重   N。
【答案】滑轮组;2500
17.如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小是   N;保持F的方向始终竖直,将杠杆从OA位置匀速提升到OB位置的过程中,力F的大小将   (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】30;不变
18.国产航母001A型满载时排开水的体积为6.5×104m3,最大航速54km/h。某次测试中释放声呐探测器到水下20m深时,声呐探测器所受海水压强为   Pa,当航母满载时受到海水的浮力是   N,某次训练时该航母以最大航速匀速航行,推力的功率为9.75×108W,航母所受阻力为   N.(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】2×105;6.5×108;6.5×107
【解析】【解答】解:(1)声呐探测器所受海水压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20m=2×105Pa;(2)当航母满毂时受到海水的浮力:F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6.5×104m3=6.5×108N;(3)已知最大航速v=54km/h=15m/s,
由P= = =Fv可得推力:F= = =6.5×107N,
因为匀速航行,
所以航母所受平均阻力f=F=6.5×107N,
故答案为:2×105;6.5×108;6.5×107
【分析】根据液体密度和深度计算压强大小,利用液体密度和排开液体的体积计算浮力,根据功率和速度可以计算牵引力。
三、实验探究题
19.小红利用杠杆做以下实验,实验时使用的每个钩码的质量均相等,杠杆上相邻刻度线间的距离相等。
(1)如图甲所示,杠杆在水平位置平衡,若在A、B两点再各增加1个钩码,杠杆将   (选填“顺时针旋转”或“逆时针旋转”);
(2)如图乙所示,在A、C两点分别悬挂等重的载物盘,制作了一个天平。此天平是利用了   (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆原理制成的;
(3)小红正确使用自制天平称量物体质量时:假如支点O因某种原因向左偏移,则测量值   真实值(选填“大于”“等于”或“小于”);
(4)杆秤是根据杠杆的平衡条件工作的。如图丙,当秤盘不放物品时,秤悬挂在0kg刻度线处杆秤刚好平衡(简称“调零”)。某杆秤的秤钩因不慎粘一块橡皮泥,导致杆秤不能调零,继续使用该杆秤,测量结果将   (选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
【答案】逆时针旋转;等臂;小于;偏大
20.对于“动滑轮的机械效率跟动滑轮所受重力是否有关?”这一探究问题,小明选用带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳,另外还有钩码一盒,质量不等的滑轮2个进行实验(滑轮的轮与轴之间的摩擦很小,可忽略不计)。
(1)该实验的自变量是   ,因变量是   ;
(2)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①用调好的弹簧测力计分别测出对一个钩码、一个动滑轮所受的重力,分别用T、G动1表示。如图所示组装实验器材,用弹簧测力计拉自由端,使钩码   上升,此时动滑轮对钩码的拉力为T,T=G,绳子自由端所受拉力用F表示,绳子自由端移动的距离用s表示,钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F,用刻度尺分别测出s、h,并把测量数据记录在表格中;
②用弹簧测力计测出另一动滑轮所受重力G动2,保证   不变,仿照步骤①分别测量对应的F、s、h,并把测量数据记录在表格中;
(3)利用公式,计算两次实验中动滑轮的机械效率η,由η1   η2(选填“=”或“≠”),可以得出“动滑轮的机械效率跟动滑轮所受重力有关”。
【答案】动滑轮重力;动滑轮的机械效率;匀速;钩码重力;≠
21.如图,在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)为便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡。为此,应将平衡螺母向   (选填“左”或“右”)调节;
(2)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂   个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;
(3)为探究杠杆的平衡条件,实验小组用下表中的两种方案进行收集实验数据,其中合理的是方案   (选填“一”或“二”);
实验序号 方案一 方案二
/N /cm /N /cm /N /cm /N /cm
1 3 10 3 10 3 5 5 3
2 2 20 2 20 4 15 3 20
3 1 15 1 15 2 25 5 10
(4)在合理的实验方案下,实验小组对收集到的实验数据进行分析,总结出杠杆的平衡条件是   (用、、、表示);
(5)实验小组同学用弹簧测力计替代B点的钩码,将弹簧测力计绕B点由竖直向下的位置逆时针旋转至如图丙所示位置。在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐   (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(6)某同学在实验过程中发现当杠杆处于如图丁所示的状态时,杠杆也能保持水平平衡,此时杠杆属于   (选填“省力”或“费力”)杠杆,请举出它在生活生产中的一个应用实例:   。
【答案】左;2;二;;变大;费力;筷子(合理即可)
【解析】【解答】(1)杠杆左端高右端低,右端较重,应将平衡螺母向左调节;
(2)设杠杆上每一格长为L,每个钩码重为G,则:,得;
(3)实验中应多次测量,改变动力、阻力的大小,寻找普遍规律;
(4)每组对应的动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,所以;
(5)旋转过程中,动力臂变小,阻力和阻力臂不变,则动力变大,弹簧测力计的示数变大;
(6)动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,费力杠杆有钓鱼竿、船桨、镊子、筷子等。
【分析】(1)如果杠杆右端下沉,则应该将平衡螺母向左调节;
(2)设杠杆分度值是L,一个钩码重是G,根据杠杆平衡条件求出;
(3)实验应使动力和阻力的大小不相等,寻找普遍规律;
(4)根据操作中引起力臂的变化,根据杠杆平衡条件分析解题。
四、作图题
22.如图,请在杠杆A处画出把物体拉起时的最小拉力和动力臂L1,并画出阻力和阻力臂L2。
【答案】
23.如下图所示,女孩想用一根绳子和两个滑轮提起物体,请画出最省力的绕线方式。
【答案】
【解析】【解答】一定一动组成的滑轮组,最省力的绕线方式是三股绳子承担总重力,最后一根绳子通过动滑轮。
【分析】一定一动组成的滑轮组有两种绕线方式。一种是最省力,一种是即省力又能改变力的方向。
24.如图所示,轻质杠杆的A点挂一重物,O为杠杆的支点.请在杠杆端点B画出杠杆平衡时所施加的最小动力F1的示意图及其动力臂L1
【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】解:在B点施加力,并且垂直OB向上,此时动力臂最大,而阻力、阻力臂一定,由杠杆平衡条件可知此时最省力、用力最小;
因为阻力方向竖直向下,为使杠杆平衡,则动力方向向上,
从O点做动力F1作用线的垂线,可得动力臂L1,如图所示:
【分析】因为OB的力臂最长,所以过B点作垂直于OB的力,即为最小的作用力;再根据力臂的画法,过支点作垂直于动力作用线的垂线段,即为动力臂.
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