内容正文:
周练12 杠杆 滑轮
【达标巩固】
1.古代城堡的建设中使用了如图所示的吊车,工人用脚踩动巨轮可以轻松地提运沉重的石材,同时也改变了 ,这种吊车实质上是 与轮轴的组合。
2.如图所示,物体A重100 N。物体B重10 N,此时A沿着水平桌面以0.2 m/s的速度向右做匀速直线运动(不计摩擦、绳重及滑轮重),那么物体B匀速下降的速度是 m/s,物体A与水平面间的摩擦力是 N,10 s内物体A受到的拉力做功 J。
3.如图所示,物体在沿斜面向上的拉力F作用下,从倾角为30°的斜面底端沿着斜面向上运动,已知物体所受重力为180 N,斜面的机械效率为75%。若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示,则 ( )
A.F=30 N,f=120 N
B.F=120 N,f=30 N
C.F=120 N,f=67.5 N
D.F=90 N,f=120 N
4.如图所示,物重为G的物体在甲、乙、丙三个简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力F1、F2、F3的大小关系是 ( )
A.F3<F1<F2 B.F2<F1<F3
C.F1<F3<F2 D.F2<F3<F1
5.如图所示,这是指甲剪的原理图,用指甲剪剪指甲时,请画出在A点所用最小力F的示意图。
6.重为500 N的小明同学站在地面上想用轻质滑轮提起重为1200 N的物体,请你帮小明在图中选好滑轮组并画出正确绕绳方法。
7.杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具。下图是小明制作的杆秤的示意图,使用时,将待称物体挂在秤钩上,用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽,移动秤砣在秤杆上的位置D,使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量。此秤最大称量是10 kg,秤砣最远可移至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计,AB、BC、BE的长度如图所示(g取10 N/kg),问:
(1)提起哪处的秤纽,此秤的称量最大?
(2)秤砣质量为多少?
(3)当提起C处秤纽称一袋质量为2 kg的荔枝时,D与C之间的距离为多少?
【培优精练】
8.在学校开展“感恩教育活动”之际,八年级大李和小王为敬老院送去一袋重320 N的大米,如图所示,扁担长1.6 m,O点距大李0.6 m,则大李、小王的肩上各承担的力分别为 N和
N。(不计扁担重)
9.一根原木放在水平地面上,粗略估计它的质量时,我们视其粗细相同,质量分布均匀,现抬起一端使它稍离地面需要500 N的力(g取10 N/kg),则原木的质量大约为 ( )
A.50 kg B.100 kg
C.250 kg D.500 kg
10.如图甲所示,A为密度大于水的一个实心长方体,B为装有适量水的圆柱形容器,放置在水平地面上。然后沿固定方向缓慢匀速拉动绳子,使长方体A慢慢浸入圆柱形容器B的水中。开始时刻,长方体A的下表面刚好与水面相平,滑轮组绳子自由端的拉力F拉的大小为9F0,F拉的大小随终端移动时间t变化的图像如图乙所示。已知长方体A的体积为3000 cm3。圆柱形容器B的底面积为300 cm2。匀速拉动绳子的速度为0.04 m/s,长方体A运动时,底部始终与水平面相平行,且容器中没有水溢出。动滑轮始终未浸入水中,挂A的细绳足够长,各处绳子不会被拉断,水的阻力、细绳的质量和体积、滑轮与轴的摩擦力等都忽略不计,g取10 N/kg。求:
(1)第15 s时,长方体A受到的浮力;
(2)长方体A的重力GA;
(3)在0~30 s的整个过程中,水对容器B底部的最大压强p水。
参考答案
1.力的方向 定滑轮
2.0.4 20 40
3.B
4.B
5.答案:
6.答案:
7.解:(1)根据杠杆的平衡条件可知,当提着B处秤纽且秤砣在E点时,A点所挂物体重为GA=;当提着C处秤纽且秤砣在E点时,A点所挂物体重为GA'=。因BE>CE、AB<AC,故可得GA>GA',即提B处秤纽时,此秤的称量最大。
(2)由(1)可知,当提着B处秤纽,秤砣挂在E点,A点秤钩挂着质量为10 kg的物体时,秤杆可以在水平位置平衡,则可列式:
GA·AB=G秤砣·BE
由G=mg可得:
mAg·AB=m秤砣g·BE
则m秤砣===0.4 kg
(3)当提起C处秤纽称一袋质量为2 kg的荔枝时,阻力臂为AC=AB+BC=0.02 m+0.03 m=0.05 m,
根据杠杆的平衡条件可列式:
G荔枝·AC=G秤砣·CD
由G=mg可得:
m荔枝g·AC=m秤砣g·CD
则CD===0.25 m。
8.200 120
9.B
10.解:(1)长方体A受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3000×10-6 m3=30 N
(2)由图甲、乙可知,长方体A在水面上时,绳端的拉力:F拉1=(GA+G动)
即9F0=(GA+G动) ①
10 s后长方体A浸没在水里,绳端的拉力:
F拉2=(GA+G动-F浮)
即7.5F0=(GA+G动-F浮) ②
联合①②可得:
F0=F浮=×30 N=10 N
20 s后长方体A下沉到容器底部,此时只提升动滑轮且动滑轮没有浸入水中,动滑轮的重力:
G动=2F0=2×10 N=20 N
根据①式可得长方体A的重力:
GA=18F0-G动=18×10 N-20 N=160 N
(3)由图乙可知,第20 s长方体A下降到容器底部。长方体A下降的速度:
v=v1=×0.04 m/s=0.02 m/s
开始时刻,长方体A的下表面刚好与水面相平,此时容器里水的深度:
h1=vt1=0.02 m/s×20 s=0.4 m
容器里原来水的体积:
V水=S容h1=300×10-4 m2×0.4 m=1.2×10-2 m3
当长方体A浸没后容器里水的深度最大,水的最大深度:
h最大==
=0.5 m
水对容器底部的最大压强:
p水=ρ水gh最大=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m=5×103 Pa
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