内容正文:
金陵中学河西分校初三年级物理阶段练习
一. 选择题 (本题共15小题,每题2分,共30分)
1. 国庆前夕,为营造祥和喜庆的节日氛围,在公园等地安装了彩灯,安装彩灯过程中启用了如图所示的大型吊车,下图所示工具,与吊车吊臂属于同类杠杆的是 ( )
A. 镊子 B. 剪子
C. 钳子 D. 起子
【答案】A
【解析】
【详解】吊车吊臂的设计使得动力臂小于阻力臂,根据杠杆的分类可知,属于费力杠杆。
A.镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A符合题意;
BCD.剪子、钳子、起子在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故BCD不符合题意。
故选A。
2. 如图所示是环保卫士小明在进行垃圾分类,下列各环节中小明对瓶子做功的是( )
A. 从地上拾起瓶子
B. 保持瓶子在水平方向上走到可回收垃圾桶
C. 拿着瓶子站在垃圾桶旁不动
D. 瓶子离开手后掉落桶中
【答案】A
【解析】
【详解】A.拾起瓶子的过程中,小明对瓶子施加一个向上的力,瓶子向上移动了距离,所以小明对瓶子做了功,故A符合题意;
B.沿水平方向走的过程中,小明对瓶子施加一个向上的力,瓶子在水平方向上移动了距离,并没有在向上的方向上移动距离,所以小明对垃圾没有做功,故B不符合题意;
C.拿着瓶子站在垃圾桶旁不动时,小明对瓶子施加一个向上的力,瓶子没有移动距离,所以小明对瓶子没有做功,故C不符合题意;
D.瓶子掉落垃圾桶的过程中,瓶子向下移动了距离,但小明没有对瓶子施加力,所以小明对瓶子不做功,故D不符合题意。
故选A。
3. 小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件,实验中杠杆始终保持水平平衡。此时弹簧测力计处于竖直方向,他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验,下列方案可行的是( )
A. 钩码的数量适当增加 B. 钩码的位置适当左移
C. 弹簧测力计转到图中虚线位置 D. 弹簧测力计位置适当向左平移
【答案】D
【解析】
【详解】A.钩码的数量适当增加,阻力增大,阻力臂、动力臂不变,根据杠杆平衡的条件可知,动力增大,即弹簧测力计示数增大,不可行,故A不符合题意;
B.钩码的位置适当左移,阻力臂增大,阻力、动力臂不变,根据杠杆平衡的条件可知,动力增大,即弹簧测力计示数增大,不可行,故B不符合题意;
C.弹簧测力计转到图中虚线位置,动力臂减小,阻力臂、阻力不变,根据杠杆平衡的条件可知,动力增大,即弹簧测力计示数增大,不可行,故C不符合题意;
D.弹簧测力计位置适当向左平移,动力臂增大,阻力臂、阻力不变,根据杠杆平衡的条件可知,动力减小,即弹簧测力计示数减小,可行,故D符合题意。
故选D。
4. 一位同学用30s从一楼走到四楼,他上楼时的功率约为 ( )
A. 5W B. 15W C. 150W D. 1500W
【答案】C
【解析】
【详解】一位学生的重力约为500N,从一楼走到四楼,升高了三层楼的高度,每层楼高约为3m,所以他上升的高度约为
h=3×3m=9m
他上楼时克服重力做功,所做的功为
W=Gh=500N×9m=4500J
功率约为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5. 在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,在绳子末端用竖直方向0.8N的拉力使2N重的物体匀速上升,下面说法正确的是( )
A. 滑轮组的机械效率是83.3% B. 滑轮组的机械效率是66.7%
C. 绳端移动速度与物体上升速度相同 D. 绳端移动速度是物体上升速度的两倍
【答案】A
【解析】
【详解】ABC .由一个定滑轮和一个动滑轮构成的滑轮组中,可由2段或3段绳子承担物重;由于,即
得:,所以应由三段绳子承重,;滑轮组的机械效率为
故A正确,BC错误;
D.由三段绳子承重,绳端上升的速度为物体上升速度的3倍,故D错误。
故选A。
6. 下列关于功、功率和机械效率的说法,正确的是( )
A. 做功越多的机械,功率越大 B. 做功越多的机械,效率越高
C. 做功越快的机械,效率越高 D. 做功越快的机械,功率越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由 可得功率由功和时间共同决定,反映做功的快慢,功率大则做功快,故A错误;
B.机械效率是指有用功与总功的比值,做功越多的机械,有用功与总功的比值不一定大,机械效率不一定高,故B错误;
C.功率越大的机械做功越快,机械效率是有用功和总功的比值,所以功率大不能确定机械效率高,故C错误;
D.功率反映做功的快慢,做功快则功率大,故D正确。
故选D。
7. 小猴与小兔在分一个胡萝卜,它们想要平分,小猴找来一个小石块支起胡萝卜,使其水平平衡,然后沿竖直方向切开,如图所示。则切开胡萝卜质量( )
A. 左边的大 B. 右边的大 C. 两边一样大 D. 无法判定
【答案】A
【解析】
【详解】将图中的小石块和胡萝卜视为一个杠杆,支点在小石块和胡萝卜的接触点上,左侧力臂小于右侧力臂;由杠杆平衡条件可知,支点左侧胡萝卜的重力大于支点右侧胡萝卜的重力,即切开的胡萝卜质量左边的更大,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
8. 星期天的早晨小明登到山顶后可以采用两种路径下山,一种是从东面陡坡下山,需用时7min;另一种是从西面缓坡下山,需用时15min(设山下地面相平,不计摩擦)。则下列说法正确的是( )
A. 从东面下山,自身重力做功多一些
B. 从东面下山和从西面下山,自身重力做功一样多
C. 从西面下山,重力做功的功率大
D. 两种下山方式重力做功的快慢一样
【答案】B
【解析】
【详解】AB.从同一山顶下山,到达相同高度的地面,人在重力方向上通过的距离相等,根据
可知两种下山方式人自身重力做的功相同,故A错误,B正确;
CD.功率表示做功的快慢,从西面缓坡下山时间较长,由可知,从西面下山重力的功率小,故CD错误。
故选B。
9. 用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲乙两个滑轮组,把相同的重物在相同的时间内匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是( )
A. 甲乙两滑轮组绳子自由端移动的距离之比为2∶3
B. 甲乙两滑轮组拉力做功的功率之比为2∶3
C. 甲乙两滑轮组做的有用功之比为1∶1
D. 甲乙两滑轮组机械效率之比为1∶1
【答案】B
【解析】
【详解】A.若物体提升的高度为h,由图可知,n甲=2,n乙=3,则s甲=2h,s乙=3h,因此甲乙两滑轮组绳子自由端移动的距离之比
故A正确,A不符合题意;
BC.因为不计绳重和摩擦,所以滑轮组拉力做的额外功为:W额=G动h,由于动滑轮提升的高度均相同,所以两滑轮组拉力做的额外功相等,拉力做的有用功为:W有=Gh,由于重物和提升的高度相同,所以两滑轮组拉力做的有用功也相等,因此甲乙两滑轮组做的有用功之比为1∶1,由W总=W有+W额可知,拉力做的总功相等,根据可知,甲乙两滑轮组拉力做功的功率之比为1∶1,故B错误,B符合题意,故C正确,C不符合题意;
D.因为拉力做的有用功和总功都相等,所以由可知,甲乙两滑轮组机械效率之比为1∶1,故D正确,D不符合题意。
故选B。
10. 一长方体木块,各面粗糙程度均相同.把它平放在水平桌面上,在水平拉力F1的作用下,木块以0.2m/s的速度做匀速直线运动,如图甲所示;再把木块竖直放在水平桌面上,在水平拉力F2的作用下,木块以0.1m/s的速度做匀速直线运动,如图乙所示.则下列说法正确的是( )
A. 木块水平和竖直放置时,对桌面的压强相等
B. 两次拉力F1>F2
C. 拉力F1比F2做功快
D. 拉力F1比F2做功多
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据可知,由于两次放置,木块对桌面的压力相等,但由于平放和竖直放时,木块与桌面的接触面积不一样,所以对桌面的压强不相等,故A错误;
B.由题意可知,一长方体木块,各面粗糙程度均相同,压力相同,故木块受到的摩擦力相同,由于木块都做匀速直线运动,所受摩擦力和拉力是平衡力,大小相等,所以,木块受到的拉力
F1=F2
故B错误;
C.根据可知,由于木块受到的拉力相等,则运动的速度越大,其功率也越大,则拉力F1比F2做功快,故C正确;
D.根据W=Fs可知,由于不知道两次运动的距离,故无法比较做功的多少,故D错误。
故选C。
11. 如图所示,小球从竖直光滑轨道最高点A由静止下滑,经过某一点B,到达轨道最低点C,再沿轨道上升并飞出,到达空中最高点D(D点未画出)后落地。下列判断不正确的是( )
A. 若考虑空气阻力,小球运动过程中机械能减小
B. 若考虑空气阻力,D点可能比B点高
C. 若不计空气阻力,D点一定比B点高
D. 若不计空气阻力,D点一定比A点低
【答案】C
【解析】
【详解】AB.若考虑空气阻力,小球下降的过程中会克服空气阻力做功,部分机械能转化为内能,因此小球从A到D的过程中,小球的机械能减小,因从轨道飞出后上升到最高点时D时具有动能,且D点的重力势能和动能的和比A点的重力势能要小,故D点的位置比A要低,存在D点动能和重力势能之和小于B点动能和重力势能之和,但D点重力势能大的情况,故D点可能比B点高,故AB正确,不符合题意;
CD.若不计空气阻力,小球运动过程中机械能守恒,重力势能和动能之间互相转换,小球从轨道抛出后,做斜抛运动,在D点速度不为零,故具有动能,因机械能守恒,故D点重力势能小于A点重力势能,故D点一定比A点低,存在D点动能和重力势能之和等于B点动能和重力势能之和,且D点重力势能等于B点重力势能的情况,故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故选C。
12. 如图所示,小明用一可绕O点转动的轻质杠杆,将挂在杠杆下的重物提高,他用一个始终与杠杆垂直的力F,使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置,在这个过程中此杠杆( )
A. 一直是省力的
B. 先是省力的,后是费力的
C. 一直是费力的
D. 先是费力的,后是省力的
【答案】B
【解析】
【详解】他用一个始终与杠杆垂直的力F,使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置,由图可知,动力F的力臂l1大小始终等于OA,保持不变,物体的重力G始终大小不变,
在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中,重力的力臂l2从零逐渐增大,如图所示:
在l2<l1之前,杠杆是省力杠杆;在l2>l1之后,杠杆变为费力杠杆。故在这个过程中此杠杆先是省力的,后是费力的。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
13. 如图,在学校科技节活动中,质量为M的小华骑着一辆质量为m的独轮车,以速度v从A点匀速通过一重为G的水平独木桥,独木桥的两端由两根竖直支柱支撑着。图中能表示B端支柱所受压力F与时间t的关系是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】重为G、长为L的水平独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着,分别对水平独木桥的支持力为FA、FB,水平独木桥受到重力为G,独轮车对独木桥的压力为
F′=(m+M)g
以A为支点,独轮车对独木桥的压力的力臂为vt,根据杠杆平衡条件可得
则
压力与支持力是一对相互作用力,所以B端支柱所受压力为
由此可知B端支柱所受压力F与时间t是一条一次函数的图像(不经过原点)。当t=0时,B端也受到压力的作用,即
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
14. 如图甲所示,工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中,斜面长3m、高1.5m。F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示,推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析不正确的是( )
A. 0~10s内,箱子做匀速运动 B. 0~10s内,箱子所受摩擦力为100N
C. 10~20s内,推力F的功率为80W D. 10~20s内,箱子所受摩擦力为200N
【答案】C
【解析】
【详解】AB.0~10s内,由图乙可知,箱子的路程时间图像是一条过原点的直线,且箱子在斜面上运动了3m,所以此过程是箱子从底端运动到斜面顶端,由图丙可知此时推力是600N,则推力做功为
做的有用功为
在推箱子的过程中摩擦力做额外功,且额外功为
则摩擦力为
故AB正确,不符合题意;
CD.10~20s内,由图乙可知,箱子的路程时间图像是一条直线,且箱子在水平车厢内做匀速直线运动,处于平衡状态,受到了平衡力,由图丙可知此时推力是200N,则摩擦力为
且箱子在水平车厢中移动了
则推力做功为
推力的功率为
故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故选C。
15. 如图,小明在做模拟“蹦极”的实验时,将橡皮筋一端系上小球,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,C点是小球从A点下落所能到达的最低点,在小球下落过程中不考虑空气阻力,以下说法正确的是( )
A. 小球到达B点时受力平衡,其动能达到最大
B. 从A点到C点小球的机械能守恒
C. 小球在C点时受力平衡,速度为零
D. 从A点到C点小球重力势能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题可知,B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,不考虑空气阻力,小球到达B点时只受重力作用,故受力不平衡;小球从A到B的过程中,重力势能转化为动能,动能一直在增加,但从B到C的过程中,小球受到向上的弹力,随着形变的增大,弹力增大,在弹力小于重力这段时间内,合力向下,小球做加速运动,其动能逐渐增大;当弹力等于重力时,速度最大,因此在B点时速度不是最大,故动能不是最大,故A错误;
B.小球从A点到B点过程中,质量不变,速度变大,动能变大;高度减小,重力势能减小。此过程中重力势能转化为动能,这个过程机械能守恒;小球从B到C点的过程中,质量不变,速度先变大后变小,动能先变大后变小;高度减小,重力势能减小;橡皮筋发生形变,具有弹性势能。所以此过程小球的部分机械能会转化为橡皮筋的弹性势能,故从A点到C点小球的机械能不守恒,故B错误。
C.小球到达C点时速度为0,此时的弹力大于小球的重力,所以受到的力不是平衡力,故C错误;
D.从A点到C点过程中,重力势能减小,弹簧的长度增加,即弹性势能增加,由于在小球下落过程中不考虑空气阻力,因此减小的重力势能最终转化成了皮筋的弹性势能,即从A点到C点小球重力势能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量,故D正确。
故选D。
二. 填空题(没空1分,共28分)
16. 小明用一根木棍将一袋物品挑在肩上,他感到比较吃力,如图所示。此时物品受到的重力______(选填“大于”“小于”或“等于”)手对木棍施加的力,若想减小手对木棍施加的力,他可以将货物______(选填“靠近人”或“远离人”)。
【答案】 ①. 小于 ②. 靠近人
【解析】
【详解】[1]如图所示,以杠杆与肩膀的接触点为支点,可以看出物品到支点距离大于手离支点距离,即阻力臂大于动力臂。由杠杆平衡条件可知,阻力小于动力,即货物的重力小于手施加的动力。
[2]若想要更轻松地挑着货物行走,就是要减小手施加的动力,由杠杆平衡条件知,当阻力或货物的重力不变,动力臂变大,阻力臂变小时,手施加的动力会变小,所以他可以将货物靠近人。
17. 如图甲所示,用滑轮组将重为90N的物体匀速提起,图乙是拉力F与绳子自由端移动距离s的关系图像,不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量是______(填“总功”“有用功”或“额外功”),该滑轮组的机械效率为______。将物块提升更大的高度,滑轮组的机械效率将______(填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】 ①. 总功 ②. ③. 不变
【解析】
【详解】[1]图乙中阴影部分的面积等于拉力F与绳子自由端移动距离s的乘积,所以它表示的物理量是总功。
[2]拉力做的总功为
由图知,由3段绳子吊着动滑轮,物体升高的高度为
拉力做的有用功为
该滑轮组的机械效率为
[3]不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为
可见,滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关,所以,将物块提升更大的高度,滑轮组的机械效率将不变。
18. 如图所示,将一卡片对折,在开口的一边剪两刀,然后将橡皮筋套在开口边,将卡片反扣在桌面上,用力往下压平卡片,使橡皮筋伸长,迅速松手后,看到的现象是______,这个现象说明:发生弹性形变的橡皮筋能对卡片______,因此它具有弹性势能。如果增大卡片上两开口的距离,压平卡片松手后,卡片跳起的高度将______(“增加”、“不变”或“减小”)。卡片跳起时将橡皮筋的______能首先转化为卡片的______能,然后转化为卡片的______能。
【答案】 ①. 卡片会跳起来 ②. 做功 ③. 增加 ④. 弹性势 ⑤. 动 ⑥. 重力势
【解析】
【详解】[1][2]“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生了弹性形变,发生弹性形变的物体要恢复原状,就会对使它发生形变的物体施加力的作用,所以橡皮筋对硬卡片施力,使卡片跳起来;卡片弹起时即在力的方向上运动了距离,所以橡皮筋对卡片做了功。
[3]如果增大卡片上两开口的距离,卡片压平后橡皮筋发生弹性形变的程度就越大,则橡皮筋具有的弹性势能就越大,当然最终转化成卡片的能量就越大,卡片会跳得高一些。
[4][5][6]松开后,橡皮筋的弹性势能首先转化为卡片的动能,所以卡片能跳起来,跳起来以后又转变为卡片的重力势能。
19. 如图所示, 工人用 160N 的拉力 F将重为300N的木箱在10s 内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端。则拉力F做功的功率是________W,克服木箱重力做的功是________J,斜面的机械效率是__________%。
【答案】 ①. 48 ②. 300 ③. 62.5%
【解析】
【详解】[1]拉力做的功为
W总=Fs=160N×3m=480J
由可知,拉力做功的功率为
[2]克服木箱重力做的功为
W有用=Gh=300N×1m=300J
[3]由可得,斜面的机械效率为
20. 在体育考试中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若实心球质量是,从最高点到落地点的过程中,球下降的高度为,用时为,则球下降过程中重力做功为________,功率为________。
【答案】 ①. 54 ②. 72
【解析】
【详解】[1]球的重力为
球下降过程中重力做功为
[2]重力做功的功率为
21. 如图所示,在同一高度以大小相同的初速度v0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出,不计空气阻力。小球上升时,小球的___________能转化为重力势能;小球竖直向上、斜向上到达最高点时到水平地面的高度分别为h1和h2,小球又下落到与抛出点等高度时的速度大小分别为v1和v2,则h1______h2,v1______v2(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 ①. 动 ②. 大于 ③. 等于
【解析】
【详解】[1]小球上升时,速度变小,高度变大,动能变小,重力势能变大,动能转化为重力势能。
[2]两个完全相同的小球,在同一高度处以相同大小的初速度,他们的动能和重力势能相同,故两球抛出时的机械能相同,忽略空气阻力,两球抛出后上升到最高点时斜向上的小球运动到最高点时,动能没有全部转化为重力势能,其重力势能较小、高度较小,因此两球抛出后上升到最高点时到地面的高度h1>h2。
[3]小球又下落到与抛出点等高度时,重力势能相同,不计空气阻力,机械能不变,则动能相同,所以速度也相同。
22. 小强同学利用如图甲所示的滑轮组将货物运送到楼上,不计绳子重和摩擦.如果所送货物重G从20N开始逐渐增加,每次均匀速拉动绳子,且提升同样的高度,图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图像.当用拉力F拉着重G为20N的货物以0.5m/s的速度匀速上升时,滑轮组的机械效率是______,动滑轮的重是_______N;拉力F的功率为_______;当货物重G为180N时,滑轮组的机械效率是_______。
【答案】 ①. 50% ②. 20 ③. 20W ④. 90%
【解析】
【分析】
【详解】[1] 由图乙可知,当用拉力F拉着重G为20N的货物匀速上升时,滑轮组的机械效率是50%。
[2] 提升物体做的有用功W有用=Gh,因不计绳子重和摩擦,故额外功来源为克服动滑轮自重做的功,即W额外=G动h,故滑轮组的机械效率
将物重G=20N和机械效率η=50%代入上式可得
解得动滑轮的重
G动=20N
[3] 由图可知n=3,不计绳子重和摩擦,作用在绳子自由端的拉力
绳子自由端移动的速度
v绳=nv物
拉力F的功率为
[4] 当货物重G为180N时,滑轮组的机械效率
23. 一根长度为1.2m、重为5 N的金属棒 AB置于水平地面上,用弹簧测力计始终沿竖直方向拉棒的B端使其缓慢匀速拉起,直至离开地面,如图甲所示。
(1)在此过程中,弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度 h的关系,如图乙所示,其中最合理的是_______。
(2)在B端拉起的过程中,当h1=1m时,测力计的示数 F₁为3N;由此推断:金属棒的重心到A端的距离 d=_______m ;当h2=2m时,拉力F₁总共做的功W2=__________J。
【答案】(1)B (2) ①. 0.72 ②. 7.6
【解析】
【小问1详解】
当金属棒没离开地面时,金属棒是在拉力作用下绕着A端被缓慢匀速提起,此时金属棒是杠杆,支点为A,动力为测力计对金属棒的拉力,阻力为金属棒的重力,其中棒长L,设金属棒的重心离A端距离为d,如图,如图:
根据杠杆的平衡条件可得F1L1=GL2,且由数学知识可得,所以,这一过程中测力计对金属棒的拉力F1不变,且F1<G。金属棒没离开地面时,测力计对棒所做的功W=F1h,因F不变,所以W和h成正比关系;
当金属棒AB离开地面后,因竖直匀速提起金属棒,所以由二力平衡条件可知,拉力为
F1'=G=5N
测力计对棒所做的功W'=F1'h,且此过程中F'不变,故W和h也成正比关系,但F1'>F1,所以提升相同高度时拉力做功更多,即图线更陡。综上,B图最能表现弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度h的关系,故应该选B。
【小问2详解】
[1]当h1=lm时,金属棒AB还没离开地面,假设金属棒与地面的夹角为α,根据杠杆平衡条件,有
F×Lcosα=G×dcosα
即
3N×1.2m=5N×d
解得d=0.72m,即金属棒的重心到A端的距离d为0.72m。
[2]当h2=2m时,金属棒AB已经离开地面,未离开地面时,弹簧测力计示数F1为3N且不变,弹簧测力计对棒做的功为
W1=F1L=3N×1.2m=3.6J
金属棒离开地面继续上升的高度为
h2=2m-1.2m=0.8m
离开地面后,弹簧测力计对棒所做的功为克服棒重力做的功为
W2=Gh2=5N×0.8m=4J
故当h2=2m时,拉力F做的功为
W总=W1+W2=3.6J+4J=7.6J
24. 如图所示AOB是光滑轨道,A点的高度H为1m,B点的高度h为55cm,让小钢球从A点由静止开始自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)。查阅资料得知:物体的动能、重力势能的表达式分别为、Ep=mgh,m为物体的质量,v为物体的速度,h为物体距离水平面的高度,则小球到达B点的速度是_____________,小钢球离开B点后的运动轨迹是_________。
【答案】 ①. 3m/s ②. c
【解析】
【详解】[1][2]小球由A点运动到B点,高度降低了
1m-0.55m=0.45m
光滑轨道,不计空气阻力,机械能守恒,重力势能转化为动能
小球离开B点后到达最高点是有一定的速度,高度比A点低,由于惯性离开B点时继续斜向上运动,因此沿c路径。
三. 解答题(每空1分, 每图2分, 29题5分, 30题7分, 共42分)
25.
(1)将两个滑轮连成滑轮组,要求人往下拉绳使重物升起;
(2)画出动力和阻力臂;
(3)画出使杠杆在图中所示位置平衡的最小力 F。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
人向下拉绳使重物升起,说明绳子最后绕过的是定滑轮,按此反向绕线,则绳子的起始端应系在定滑轮的挂钩上,如图所示:
【小问2详解】
做力F2的延长线,找到F2的作用线,然后过支点O做力F2作用线的垂线段,则该垂线段即为力F2的力臂;过力臂L1的右端,作垂直于L1的直线,与杠杆的交点即为力F1的作用点,方向斜向右下方,如图所示:
【小问3详解】
根据杠杆平衡条件可知,要使动力F最小,在阻力和阻力臂不变时,动力臂需最长,当动力作用于A点,且与杠杆垂直时动力臂最长,方向斜向右上方,如图所示:
26. 在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小兵与同学们用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如表:
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
①
3
6
10
②
30
90.9%
(1)实验时应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计,并用刻度尺测出物体上升的高度;
(2)表格中编号①处的数据为______(结果保留一位小数);编号②处的数据为_______(观察丙图);
(3)分析数据可得结论:使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时,提升的物重增加时,所做的额外功___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)分析数据可得结论:使用同一滑轮组,滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是___________。
A. B. C. D.
【答案】 ①. 匀速 ②. 88.9% ③. 2.2 ④. 变大 ⑤. B
【解析】
【详解】(1)[1]实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。
(2)[2]第2次实验的机械效率为
[3]图中测力计分度值为0.2N,示数为2.2N,故编号②处数据为2.2。
(3)[4]根据表中第1组数据,可得其所做的额外功为
W额外1=F1s1-G1h=0.8N×0.3m-2N×0.1m=0.04J
同理可得第2组的额外功和第3组的额外功,分别为
W额外2=0.05J
W额外3=0.06J
由此可知用同一滑轮组提升不同重物至同一高度,提升的物重增加时,所做的额外功将变大。
(4)[5]动滑轮的重力不可忽略,则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功,从摩擦角度考虑,随着物体重力的增加,滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大;同时,物重增大,有用功逐渐增大,有用功占总功的比值在增大,所以机械效率逐渐增大,但由于摩擦也在增大,故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比,因此滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是B,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
27. 小明在“探究影响动能大小的因素”实验中,用质量为m、2m的钢球从同一斜面上由静止滚下撞击同一水平木板上的木块。
(1)实验中通过观察_________________来判断 __________________(选填“木块”或“钢球”)的动能大小。若水平面绝对光滑,本实验将___________(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)由甲、乙两次实验可初步得出结论:物体动能大小与 _________有关。
(3)分析 __________两次实验可得:物体动能大小与质量有关,质量越大,动能越大。
(4)甲、乙两次实验中木块通过水平面上A、B两点时受到的摩擦力分别为fA和fB,则fA______fB(选填“>” “=”或“<”)。
(5)若在这组实验中的某一次,木块被撞后滑出木板需要重做,在不更换器材的前提下,小明可以: _____________________________。
(6)另一小组设计了如图丁的装置。用质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度由静止释放(铁球与地面的摩擦忽略不计),撞击水平地面上同一木块,使木块运动一段距离。该实验方案 __________________(选填“可行”或“不可行”),原因是:___________________,若按此方案操作,会看到木块移动的距离__________(选填“相同”或“不相同”)。
【答案】(1) ①. 木块移动的距离 ②. 钢球 ③. 不能
(2)速度大小 (3)甲、丙
(4)= (5)减小钢球下落的高度
(6) ①. 不可行 ②. 小球的动能来自于弹簧的弹性势能,弹簧压缩到相同的程度,获得的动能相同 ③. 相同
【解析】
【小问1详解】
[1][2]“探究影响动能大小的因素”实验中,研究对象是钢球,钢球动能的大小是通过木块移动的距离体现的,木块被撞的越远,说明钢球的动能越大,被撞的越近,说明钢球的动能越小,这里采用了转换法。
[3]若水平面绝对光滑,根据牛顿第一定律可知,木块将做匀速直线运动,由于无法比较木块移动距离的大小,故本实验将不能达到探究目的。
【小问2详解】
由甲、乙两次实验可知,钢球的质量相同,钢球高度不同,即速度不同,木块被推动的距离不同,说明物体动能大小与速度有关。
【小问3详解】
要探究物体动能大小与质量有关,根据控制变量法可知,应控制钢球的速度相同,质量不同,由图可知,甲、丙两次实验满足要求,且钢球的质量越大,推动木块移动的距离越远,说明钢球的动能越大。
【小问4详解】
两次实验操作中,木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同,所受摩擦力相等,即fA=fB。
小问5详解】
若在这组实验中的某一次,木块被撞后滑出木板,说明钢球的动能较大,为使木块不滑出木板,在不更换器材的前提下,可以减小钢球的速度即减小钢球下落的高度。
【小问6详解】
[1][2][3]同一弹簧被压缩相同形变量,则每次实验中,弹簧的弹性势能相同,在不考虑铁球与地面间的摩擦力时,由机械能守恒定律知,小球每次碰撞时的动能相同,则碰撞后,木块移动的距离相同,所以该实验方案不可行。
28. 小明在探究杠杆平衡条件的实验中,所用杠杆质量分布均匀,每个钩码质量均为 50g。
(1)实验前没有挂钩码时,发现杠杆右端高,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆右端的 螺母向______调节。调节平衡后,如图甲所示,在杠杆的左边A处挂四个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端B处挂同样的钩码______ 个。若将A、B两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1格,那么杠杆______(选填“左”或“右”)端将会下沉;
(2)实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡,但老师建议不宜采用这种方式,其主要原因为____;
A.一个人无法独立操作 B.不方便测量力臂
C.力和力臂数目过多,不易得出结论 D.杠杆受力不平衡
(3)完成实验后小明突发奇想,想利用该杠杆(重心始终位于O点)制作一个可以直接测 量质量的“杆秤”;
①如图丙所示,以杠杆上的A点为支点,当在C位置挂3个钩码,杠杆在水平位置刚好平衡,则该杠杆的质量____g。然后小明将C位置的3个钩码取下,挂到右侧作为“秤砣”;
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处,小明应在图丙C位置处装配一质量为____g的吊盘;
③接着小明在图丁的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量____g,并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上,完成“杆秤”的制作;
④小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量,不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用,则小红的测量结果会____(选填“偏小”、“依然准确”或“偏大”);
(4)小华在小明实验的基础上将“杆秤”改装成简易的液体密度秤,如图戊所示,将C位置 的吊盘换成等质量且容积足够大的空桶,将右侧的“秤砣”换成一已知质量的物块M,现往空桶内分别注入密度已知的等体积的不同液体,改变物块M悬挂点的位置,当密度秤在水平位置平衡时,在M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于密度秤制作的说法中不正确的是________。
A.秤的刻度值可均匀标记在AD之间的刻度线上
B.秤的刻度值向右越来越大
C.增大M的质量,秤的量程会增大
D.将支点向A右侧移动1格,秤的量程会增大
【答案】 ①. 右 ②. 3 ③. 右 ④. C ⑤. 100 ⑥. 150 ⑦. 600 ⑧. 偏大 ⑨. D
【解析】
【详解】(1)[1]杠杆右高,应将杠杆向右端调节,使杠杆水平位置平衡。
[2]设杠杆的分度值为L,一个钩码的重为G,假设应该挂n个,根据杠杆平衡条件得
nG×2L=2G×3L
解得:n=3(个)
[3]将A、B两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1个格,则杠杆左端
F1L1=4G×2L=8GL
杠杆右端
F2L2=3G×3L=9GL
左端小于右端,故右端下沉。
(2)[4]实验中小明的实验方式要考虑杠杆的重力对实验的影响,增大了实验的难度,力和力臂数目过多,不易得出结论,故应该选C。
(3)[5]以杠杆上的A点为支点,当在C位置挂3个钩码,杠杆在水平位置刚好平衡,设杠杆的质量为m,则
解得
m=2m钩码=2×50g=100g
[6]为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处,由①可知,小明应在图丙C位置处装配的吊盘的质量应等于三个钩码的质量,即150g。
[7]小明在图丁D位置挂上3个钩码后,设物体的最大质量为m′,由杠杆的平衡条件可知
m′g2L=3m钩码g8L
解得
m′=12m钩码=12×50g=600g
[8]小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量,不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用,则秤砣的质量减小,阻力减小,由杠杆的平衡条件可知阻力臂变大,读数偏大。
(4)[9] A.由图可知,密度秤以A点为支点,C端的空桶中装待测液体,根据杠杆平衡的条件可判断秤的刻度值可均匀标记在AD之间的刻度线上,故A正确,不符合题意;
B.当C端的空桶内的液体密度越大时,根据杠杆平衡的条件可知,在M悬挂点处标出相应液体的密度值越大,故应将M向右移动,故B正确,不符合题意;
C.增加M的质量,根据杠杆平衡的条件
F1L1=F2L2
秤量程会增大,故C正确,不符合题意;
D. 物体M悬挂点到A点的距离为阻力臂,将支点适当右移,阻力臂减小,根据杠杆平衡的条件
F1L1=F2L2
可知秤的量程会减小,故D错误,符合题意。
故选D。
29. 传统的舂米工具是一个杠杆,它的结构示意图如图所示,O为固定转轴,在A端连接着石球,脚踏B端可以使石球升高,抬起脚,石球会落下击打稻谷,若石球的质量为4kg,且摩擦和杠杆自重均忽略不计,g取10N/kg。求:
(1)石球的重力;
(2)要将石球竖直匀速抬起,脚至少用多大竖直向下的力;
(3)石球匀速升高10cm,杠杆A端提升石球所做的功。
【答案】(1)40N;(2)16N;(3)4J
【解析】
【详解】解:(1)石球的质量为4kg,则石球的重力
(2)根据杠杆平衡条件可得F1L1=F2L2,则
(3)石球匀速升高20cm,即
杠杆A端提升石球所做的功
答:(1)石球的重力40N;
(2)要将石球竖直匀速抬起,脚至少用16N的力;
(3)杠杆A端提升石球所做的功为4J。
30. 小明用如图所示的滑轮组提升物体,已知动滑轮重120N,小明重600N,他的最大臂力为800N:
(1)若他用500N的拉力将重为830N的物体匀速提升2m,所用时间2s,求此过程中:
①他做的额外功是多少?
②拉力做功的功率是多少?
(2)若提升过程中绳重和摩擦对应的额外功始终占总功的5%,此滑轮组最高的机械效率是多少?
【答案】(1)①340J,②1000W;(2)85%
【解析】
【详解】(1)①此过程中的有用功
W有用=Gh=830N×2m=1660J
由图可知,n=2,拉力端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
拉力做的总功
W总=Fs=500N×4m=2000J
则额外功
W额=W总-W有用=2000J-1660J=340J
②拉力做功的功率
P==1000W
(2)人的重力大小
600N<800N
所以人施加的最大拉力等于人的重力
F最大=G人=600N
此时滑轮组的机械效率最大。绳重和摩擦对应的额外功始终占总功的5%,则有用功与克服动滑轮所做额外功的总和占总功的95%,则
解得提升的最大物重G最大=1020N,滑轮组最大机械效率
η最大==85%
答:(1)①他做的额外功是340J;
②拉力做功的功率是1000W;
(2)若提升过程中绳重和摩擦对应的额外功始终占总功的5%,此滑轮组最高的机械效率是85%。
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金陵中学河西分校初三年级物理阶段练习
一. 选择题 (本题共15小题,每题2分,共30分)
1. 国庆前夕,为营造祥和喜庆的节日氛围,在公园等地安装了彩灯,安装彩灯过程中启用了如图所示的大型吊车,下图所示工具,与吊车吊臂属于同类杠杆的是 ( )
A. 镊子 B. 剪子
C. 钳子 D. 起子
2. 如图所示是环保卫士小明在进行垃圾分类,下列各环节中小明对瓶子做功的是( )
A. 从地上拾起瓶子
B. 保持瓶子在水平方向上走到可回收垃圾桶
C. 拿着瓶子站在垃圾桶旁不动
D. 瓶子离开手后掉落桶中
3. 小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件,实验中杠杆始终保持水平平衡。此时弹簧测力计处于竖直方向,他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验,下列方案可行的是( )
A. 钩码的数量适当增加 B. 钩码的位置适当左移
C. 弹簧测力计转到图中虚线位置 D. 弹簧测力计位置适当向左平移
4. 一位同学用30s从一楼走到四楼,他上楼时的功率约为 ( )
A. 5W B. 15W C. 150W D. 1500W
5. 在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,在绳子末端用竖直方向0.8N的拉力使2N重的物体匀速上升,下面说法正确的是( )
A. 滑轮组的机械效率是83.3% B. 滑轮组的机械效率是66.7%
C. 绳端移动速度与物体上升速度相同 D. 绳端移动速度是物体上升速度的两倍
6. 下列关于功、功率和机械效率的说法,正确的是( )
A. 做功越多的机械,功率越大 B. 做功越多的机械,效率越高
C. 做功越快的机械,效率越高 D. 做功越快的机械,功率越大
7. 小猴与小兔在分一个胡萝卜,它们想要平分,小猴找来一个小石块支起胡萝卜,使其水平平衡,然后沿竖直方向切开,如图所示。则切开的胡萝卜质量( )
A. 左边的大 B. 右边的大 C. 两边一样大 D. 无法判定
8. 星期天的早晨小明登到山顶后可以采用两种路径下山,一种是从东面陡坡下山,需用时7min;另一种是从西面缓坡下山,需用时15min(设山下地面相平,不计摩擦)。则下列说法正确的是( )
A. 从东面下山,自身重力做功多一些
B. 从东面下山和从西面下山,自身重力做功一样多
C. 从西面下山,重力做功的功率大
D. 两种下山方式重力做功的快慢一样
9. 用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲乙两个滑轮组,把相同的重物在相同的时间内匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是( )
A. 甲乙两滑轮组绳子自由端移动的距离之比为2∶3
B. 甲乙两滑轮组拉力做功的功率之比为2∶3
C. 甲乙两滑轮组做有用功之比为1∶1
D. 甲乙两滑轮组机械效率之比为1∶1
10. 一长方体木块,各面粗糙程度均相同.把它平放在水平桌面上,在水平拉力F1的作用下,木块以0.2m/s的速度做匀速直线运动,如图甲所示;再把木块竖直放在水平桌面上,在水平拉力F2的作用下,木块以0.1m/s的速度做匀速直线运动,如图乙所示.则下列说法正确的是( )
A. 木块水平和竖直放置时,对桌面的压强相等
B. 两次拉力F1>F2
C. 拉力F1比F2做功快
D. 拉力F1比F2做功多
11. 如图所示,小球从竖直光滑轨道最高点A由静止下滑,经过某一点B,到达轨道最低点C,再沿轨道上升并飞出,到达空中最高点D(D点未画出)后落地。下列判断不正确的是( )
A. 若考虑空气阻力,小球运动过程中机械能减小
B. 若考虑空气阻力,D点可能比B点高
C. 若不计空气阻力,D点一定比B点高
D. 若不计空气阻力,D点一定比A点低
12. 如图所示,小明用一可绕O点转动的轻质杠杆,将挂在杠杆下的重物提高,他用一个始终与杠杆垂直的力F,使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置,在这个过程中此杠杆( )
A. 一直是省力
B. 先是省力的,后是费力的
C. 一直是费力
D. 先是费力的,后是省力的
13. 如图,在学校科技节活动中,质量为M的小华骑着一辆质量为m的独轮车,以速度v从A点匀速通过一重为G的水平独木桥,独木桥的两端由两根竖直支柱支撑着。图中能表示B端支柱所受压力F与时间t的关系是( )
A. B. C. D.
14. 如图甲所示,工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中,斜面长3m、高1.5m。F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示,推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析不正确的是( )
A. 0~10s内,箱子做匀速运动 B. 0~10s内,箱子所受摩擦力为100N
C. 10~20s内,推力F的功率为80W D. 10~20s内,箱子所受摩擦力为200N
15. 如图,小明在做模拟“蹦极”的实验时,将橡皮筋一端系上小球,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,C点是小球从A点下落所能到达的最低点,在小球下落过程中不考虑空气阻力,以下说法正确的是( )
A. 小球到达B点时受力平衡,其动能达到最大
B. 从A点到C点小球的机械能守恒
C. 小球在C点时受力平衡,速度为零
D. 从A点到C点小球重力势能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量
二. 填空题(没空1分,共28分)
16. 小明用一根木棍将一袋物品挑在肩上,他感到比较吃力,如图所示。此时物品受到的重力______(选填“大于”“小于”或“等于”)手对木棍施加的力,若想减小手对木棍施加的力,他可以将货物______(选填“靠近人”或“远离人”)。
17. 如图甲所示,用滑轮组将重为90N的物体匀速提起,图乙是拉力F与绳子自由端移动距离s的关系图像,不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量是______(填“总功”“有用功”或“额外功”),该滑轮组的机械效率为______。将物块提升更大的高度,滑轮组的机械效率将______(填“增大”“减小”或“不变”)
18. 如图所示,将一卡片对折,在开口的一边剪两刀,然后将橡皮筋套在开口边,将卡片反扣在桌面上,用力往下压平卡片,使橡皮筋伸长,迅速松手后,看到的现象是______,这个现象说明:发生弹性形变的橡皮筋能对卡片______,因此它具有弹性势能。如果增大卡片上两开口的距离,压平卡片松手后,卡片跳起的高度将______(“增加”、“不变”或“减小”)。卡片跳起时将橡皮筋的______能首先转化为卡片的______能,然后转化为卡片的______能。
19. 如图所示, 工人用 160N 的拉力 F将重为300N的木箱在10s 内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端。则拉力F做功的功率是________W,克服木箱重力做的功是________J,斜面的机械效率是__________%。
20. 在体育考试中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若实心球质量是,从最高点到落地点的过程中,球下降的高度为,用时为,则球下降过程中重力做功为________,功率为________。
21. 如图所示,在同一高度以大小相同的初速度v0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出,不计空气阻力。小球上升时,小球的___________能转化为重力势能;小球竖直向上、斜向上到达最高点时到水平地面的高度分别为h1和h2,小球又下落到与抛出点等高度时的速度大小分别为v1和v2,则h1______h2,v1______v2(选填“大于”“等于”或“小于”)。
22. 小强同学利用如图甲所示的滑轮组将货物运送到楼上,不计绳子重和摩擦.如果所送货物重G从20N开始逐渐增加,每次均匀速拉动绳子,且提升同样的高度,图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图像.当用拉力F拉着重G为20N的货物以0.5m/s的速度匀速上升时,滑轮组的机械效率是______,动滑轮的重是_______N;拉力F的功率为_______;当货物重G为180N时,滑轮组的机械效率是_______。
23. 一根长度为1.2m、重为5 N的金属棒 AB置于水平地面上,用弹簧测力计始终沿竖直方向拉棒的B端使其缓慢匀速拉起,直至离开地面,如图甲所示。
(1)在此过程中,弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度 h的关系,如图乙所示,其中最合理的是_______。
(2)在B端拉起的过程中,当h1=1m时,测力计的示数 F₁为3N;由此推断:金属棒的重心到A端的距离 d=_______m ;当h2=2m时,拉力F₁总共做的功W2=__________J。
24. 如图所示AOB是光滑轨道,A点的高度H为1m,B点的高度h为55cm,让小钢球从A点由静止开始自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)。查阅资料得知:物体的动能、重力势能的表达式分别为、Ep=mgh,m为物体的质量,v为物体的速度,h为物体距离水平面的高度,则小球到达B点的速度是_____________,小钢球离开B点后的运动轨迹是_________。
三. 解答题(每空1分, 每图2分, 29题5分, 30题7分, 共42分)
25.
(1)将两个滑轮连成滑轮组,要求人往下拉绳使重物升起;
(2)画出动力和阻力臂;
(3)画出使杠杆在图中所示位置平衡的最小力 F。
26. 在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小兵与同学们用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如表:
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
①
3
6
10
②
30
90.9%
(1)实验时应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计,并用刻度尺测出物体上升的高度;
(2)表格中编号①处的数据为______(结果保留一位小数);编号②处的数据为_______(观察丙图);
(3)分析数据可得结论:使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时,提升物重增加时,所做的额外功___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)分析数据可得结论:使用同一滑轮组,滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是___________。
A. B. C. D.
27. 小明在“探究影响动能大小的因素”实验中,用质量为m、2m的钢球从同一斜面上由静止滚下撞击同一水平木板上的木块。
(1)实验中通过观察_________________来判断 __________________(选填“木块”或“钢球”)的动能大小。若水平面绝对光滑,本实验将___________(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)由甲、乙两次实验可初步得出结论:物体动能大小与 _________有关。
(3)分析 __________两次实验可得:物体动能大小与质量有关,质量越大,动能越大。
(4)甲、乙两次实验中木块通过水平面上A、B两点时受到的摩擦力分别为fA和fB,则fA______fB(选填“>” “=”或“<”)。
(5)若在这组实验中的某一次,木块被撞后滑出木板需要重做,在不更换器材的前提下,小明可以: _____________________________。
(6)另一小组设计了如图丁的装置。用质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度由静止释放(铁球与地面的摩擦忽略不计),撞击水平地面上同一木块,使木块运动一段距离。该实验方案 __________________(选填“可行”或“不可行”),原因是:___________________,若按此方案操作,会看到木块移动的距离__________(选填“相同”或“不相同”)。
28. 小明在探究杠杆平衡条件的实验中,所用杠杆质量分布均匀,每个钩码质量均为 50g。
(1)实验前没有挂钩码时,发现杠杆右端高,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆右端的 螺母向______调节。调节平衡后,如图甲所示,在杠杆的左边A处挂四个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端B处挂同样的钩码______ 个。若将A、B两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1格,那么杠杆______(选填“左”或“右”)端将会下沉;
(2)实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡,但老师建议不宜采用这种方式,其主要原因为____;
A.一个人无法独立操作 B.不方便测量力臂
C.力和力臂数目过多,不易得出结论 D.杠杆受力不平衡
(3)完成实验后小明突发奇想,想利用该杠杆(重心始终位于O点)制作一个可以直接测 量质量的“杆秤”;
①如图丙所示,以杠杆上的A点为支点,当在C位置挂3个钩码,杠杆在水平位置刚好平衡,则该杠杆的质量____g。然后小明将C位置的3个钩码取下,挂到右侧作为“秤砣”;
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处,小明应在图丙C位置处装配一质量为____g的吊盘;
③接着小明在图丁的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量____g,并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上,完成“杆秤”的制作;
④小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量,不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用,则小红的测量结果会____(选填“偏小”、“依然准确”或“偏大”);
(4)小华在小明实验的基础上将“杆秤”改装成简易的液体密度秤,如图戊所示,将C位置 的吊盘换成等质量且容积足够大的空桶,将右侧的“秤砣”换成一已知质量的物块M,现往空桶内分别注入密度已知的等体积的不同液体,改变物块M悬挂点的位置,当密度秤在水平位置平衡时,在M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于密度秤制作的说法中不正确的是________。
A.秤的刻度值可均匀标记在AD之间的刻度线上
B.秤的刻度值向右越来越大
C.增大M的质量,秤的量程会增大
D.将支点向A右侧移动1格,秤的量程会增大
29. 传统舂米工具是一个杠杆,它的结构示意图如图所示,O为固定转轴,在A端连接着石球,脚踏B端可以使石球升高,抬起脚,石球会落下击打稻谷,若石球的质量为4kg,且摩擦和杠杆自重均忽略不计,g取10N/kg。求:
(1)石球的重力;
(2)要将石球竖直匀速抬起,脚至少用多大竖直向下的力;
(3)石球匀速升高10cm,杠杆A端提升石球所做的功。
30. 小明用如图所示的滑轮组提升物体,已知动滑轮重120N,小明重600N,他的最大臂力为800N:
(1)若他用500N的拉力将重为830N的物体匀速提升2m,所用时间2s,求此过程中:
①他做的额外功是多少?
②拉力做功的功率是多少?
(2)若提升过程中绳重和摩擦对应的额外功始终占总功的5%,此滑轮组最高的机械效率是多少?
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