内容正文:
第十一章简单机械和功同步拓展提升
一、单选题:本大题共10小题,共20分。
1.下列有关功的说法正确的是( )
A. 人推车而车未动时,人对车的推力对该车没有做功
B. 用相同的力F拉着同一物体运动时,拉力F做功相同
C. 用相同的力对不同物体做功时,速度大的物体做功一定多
D. 货物被提升的过程中绳子对货物的拉力没有做功
2.关于功率,以下说法中正确的是( )
A. 据可知,机械做功越多,其功率就越大
B. 据可知,汽车牵引力一定与速度成反比
C. 据可知,只要知道时间t内机械所做的功,就可以求得这段时间内任一时刻机械做功的功率
D. 根据可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比
3.《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂,“权“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是( )
A. “权”小于“重”时,A端一定上扬
B. “权”小于“重“时,“标”一定小于“本”
C. 增大“重”时,应把“权”向A端移
D. 增大“重”时,应换用更小的“权”
4.下列有关简单机械的叙述正确的是( )
A. 剪纸用的剪刀是一种省力杠杆
B. 使用定滑轮可以省力
C. 使用动滑轮可以省功
D. 任何机械做功时机械效率都不可能达到
5.关于定滑轮和动滑轮,以下说法不正确的是( )
A. 定滑轮实质是个等臂杠杆
B. 使用定滑轮不省力但能改变动力方向
C. 动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆
D. 使用动滑轮能省一半力,还能改变动力的方向
6.教学大楼每层楼高为3m,小明提着一重为50N的箱子,沿楼梯从一楼登上三楼,再沿三楼水平走廊走了4m进入教室,则小明从一楼到教室过程中对箱子做的功为( )
A. 0 J B. 300 J C. 450 J D. 500 J
7.用甲、乙两个滑轮组分别将两个物体在相同时间里匀速提升相同高度,拉力分别为、,此过程相关数据如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 比小
B. 甲的机械效率更高
C. 功率比的功率大
D. 甲、乙装置中的两个物体质量比大
8.如图所示,形状规则、密度均匀的木板AB放在水平桌面上,当B端挂30N的重物G时,木板A端刚刚开始翘起,木板重为( )
A. 10N B. 15N C. 30N D. 60N
9.如图所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向3N的力F,物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,物体在MO段做匀速直线运动,F在MN,OP段做功分别为,,功率分别为,,则( )
A. B. C. D.
10.如图甲所示,小明利用滑轮组拉动物体M,使其在水平拉力的作用下,在水平地面上的ab段和bc段分别做匀速直线运动。已知ab段和bc段的粗糙程度不同,长度分别为2m和3m。物体M重为400N,动滑轮重为40N,与天花板相连的定滑轮重为50N。物体M从a点运动到c点的过程中,小明对绳的拉力F与物体移动距离l的关系如图乙所示。物体的体积、绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 物体在ab段运动时,天花板受到的拉力为550N
B. 物体在bc段运动时,滑轮组的机械效率为
C. 物体在ab段运动时滑轮组的机械效率大于物体在bc段运动时滑轮组的机械效率
D. 物体从a点运动到c点的过程中,拉力F做的功为420J
二、填空题:本大题共8小题,共16分。
11.如图所示,当用镊子夹取物体时,镊子相当于______选填“省力”或“费力”杠杆,它的支点在点______。若手压的位置越靠近______点,夹起物体时用力越小,因为此时动力臂______,阻力臂______。后两空均选填“变大”“变小”或“不变”。
12.中国科技馆中有一件叫做“最速降线”的展品。若将两个相同的小球A和B分别放在图中甲、乙两轨道的起点,同时释放,发现在乙轨道上的小球B先到达终点。则重力对小球A、B做功分别用、表示;功率用、表示。则它们关系是:_______,_______以上两空选填“>”、“=”或“<”
13.现有30包大米,总质量为150 kg。小明想尽快将它们搬上10m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图可知他可以提供的最大功率为______为了尽可能快地将大米搬上库房,他每次应搬______包。若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间是______ s。
14.农忙时节小明帮爷爷挑谷子,初次干农活的他在左筐中装了20 kg,右筐中装了25 kg,如果扁担的长度为,则他在距扁担左端__________m处将谷子挑起来才能使挑担水平扁担和筐的重力均不考虑;为了方便行走,小明将两筐谷子同时向内移动了,则需要向__________填“左”或“右”筐增加约__________保留一位小数谷子,才能基本保持挑担水平.取
15.如图所示,一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上,甲物体是边长为30cm的正方体,重为110N,用绳连接在A点且绳拉直,,乙物体重为40N,对杠杆压力的力臂;现用的水平拉力使乙物体以的速度从B点向右做匀速直线运动,为了让杠杆始终保持水平平衡,乙物体能够到达的与O点的最远距离为______cm,此过程中拉力F做功的功率为______W。
16.如图所示的滑轮组,在拉力F的作用下,物体A以的速度匀速直线运动了10s。物体A受到的摩擦力为,弹簧测力计示数为不计绳、弹簧测力计和滑轮重。则绳子自由端移动的距离为______ m,拉力F的功率为______ W,滑轮组的机械效率为______。
17.如图所示,动滑轮重为10N,物体A的重力为100N,现用力F拉动动滑轮,使重物A以的速度匀速上升,则拉力F为______N,拉力的功率为______W。
18.如图装置是某同学在科技创新大赛时发明的可直接测量液体密度的“密度天平”。其制作过程和原理如下:选择一根长100cm的杠杆,调节两边的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。在A位置用细线固定一个质量为150g、容积为80mL的容器,。右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码细线的质量忽略不计。测量时往容器中加满待测液体,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。
该“密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点O___________cm处;
该“密度天平”的量程为____________;
若将钩码的质量适当增大,该“密度天平”的量程将___________选填“增大”“减小”或“不变”
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
19.图甲是打开的汽车后备箱盖,它被液压杆支撑不计后备箱盖重;关箱盖时,它可看作一个杠杆,图乙是其简化图:O是支点,F2是液压杆作用在A点的阻力,请在图乙中画出在B点关上后备箱盖的最小动力F1和阻力臂l2。
20.如图所示,某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物,请画出最省力的绕绳方法。
四、实验探究题:本大题共2小题,共12分。
21.在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有:杠杆杠杆上每小格长为、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于______ 选填“平衡”或“不平衡”状态。
实验时,使杠杆在水平位置平衡,主要是为了便于测量______大小,因此应将如图甲所示杠杆左端的平衡螺母适当往______ 选填“左”或“右”调。
杠杆在水平位置平衡后,小明在杠杆A点处挂上2个钩码,做为动力,B点处挂上l个钩码,做为阻力,杠杆恰好在水平位置平衡,如图乙所示,分别测量出两个力的力臂和,计算后发现:,便得出杠杆的平衡条件是:但小红认为小明这种实验处理方法是不完善的,理由是______。
接着,小明提出新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明利用如图丙所示装置进行探究,在杠杆D点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在C点处竖直向上拉使杠杆在水平位置处于平衡状态,此时弹簧测力计的示数如图丙所示,则弹簧测力计的拉力是______ 以弹簧测力计的拉力为动力,钩码重力为阻力,多次调整力和力臂的大小进行测量,发现:总是大于,其原因主要是受______作用的影响。
小明将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点,使杠杆仍在水平位置平衡,如图丁所示,请推算:此时弹簧测力计的拉力是______ N。
22.物理实验兴趣小组间开展竞赛活动,甲组出题乙组用实验的方法解答.甲组用布帘将一个滑轮组遮蔽如图,乙组同学通过测量:滑轮组下方所挂重物重力为G,重物被匀速提升的高度为H,乙组同学施加在滑轮组绕绳的自由端的拉力为F,该自由端移动的距离为h;通过3组实验数据见下表乙组同学探究出“布帘背后的秘密”.
实验次数
1
2
3
假设你是乙组成员请判断:动滑轮实际被使用的个数是_____ 选填“一个”或“两个”;滑轮组中所有动滑轮及动滑轮间的连接物总重力约为_____ 选填“1N”、“2N”或“3N”;当提升重物重力为时,该滑轮组的机械效率最接近_____ 选填“”、“”或“”;乙组同学发现实验数据不像“理想模型”那样完美,请你提出一条产生误差的原因:_____ .
五、计算题:本大题共2小题,共16分。
23.如图是一个上肢力量健身器的示意图。杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,,动滑轮D的质量为30kg,配重A的质量为150kg,运动员的体重为600N,不计杠杆重、绳重及摩擦,g取。当配重A恰好离开地面时,求:
杠杆E端所受拉力大小;
运动施加的拉力大小;
运动员对地面的压力大小。
24.如图甲所示,有一辆总重为的汽车,经过一段水平路面后,发动机再以的恒定功率匀速爬上长200m、高10m的斜坡,用时20s。在此过程中求:
汽车爬坡时克服重力所做的功。
汽车发动机牵引力做的功。
汽车爬坡时所受阻力。
六、综合题:本大题共1小题,共10分。
25.阅读短文,回答问题。
电梯与摩天大楼是哪一个先问世的。如果你认为是后者,那就错了。事实上,正是电梯的发明才引起了建筑师们的注意,从而想到利用电梯可使人们自由地出入高楼的每一层,免于爬楼之苦。因此他们认为,建造摩天大楼是可行的。
电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等。如图甲所示是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与配重的运动方向始终相反,电动机通过切换转轴的转动方向,使轿厢升降自如。
图甲中A滑轮是_________选填“定”或“动”滑轮,B滑轮_________选填“能”或“不能”省力;
上海中心大厦内的“火箭”电梯是目前世界上速度最快的电梯,在载重一定的情况下,下列最能体现该电梯运行特点的是_________;
A.做功多 安全可靠 功率大 做功少
如图乙,电梯在2秒至8秒上升过程中,轿厢的速度_________,配重的重力做功功率_________;选填“增大”“减小”或“不变”
如图乙所示是某次电梯满载上升时的图象,若配重的质量为450 kg,空轿厢的质量是550 kg,额定载荷是1100 kg。电梯匀速运行阶段,配重的重力做功_________取;
如图乙所示,不计钢丝绳重和一切摩擦,该电梯满载匀速运行时,电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率为_________W。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查了力是否做功的判断方法和比较做功的大小;有力有距离,力对物体不一定做功,物体一定在力的作用下通过了距离,力对物体才做功。根据公式比较做功的多少。
【解答】
A.用力推车而未推动时,只有力没有距离,故推力对汽车没有做功,故A正确;
根据公式可知,拉力做功的大小与拉力的大小和沿力的方向移动的距离有关,做功的多少与速度无关,拉力F相同,做功不一定相同,故BC错误;
D.货物被提升的过程中,绳子对货物有力的作用,货物沿力的方向移动了距离,故拉力做了功,故D错误。
故选A。
2.【答案】D
【解析】【分析】
本题关键记住求解
W
t
和的两个公式,理解各自的物理意义,会用控制变量法分析讨论物理量间的关系。
功率是单位时间内所做的功,表示做功快慢的物理量,记住两个功率公式的区别和联系,明确功率公式
W
t
求出的是平均功率,而可确定平均功率和瞬时功率;对两公式中各物理量的关系均要注意控制变量法的应用。
【解答】
解:据可知,在相同时间内,做功多的机械功率一定大,但选项A缺少“相同时间”这一条件,故A错误;
据可知,发动机功率一定时,牵引力与运动速度成反比,故B错误,D正确;
根据可知,知道时间t内机械所做的功,就可以求得这段时间内做功的平均功率,但不能得出任一时刻机械做功的功率,故C错误。
选D。
3.【答案】C
【解析】解:根据杠杆平衡条件知,
权标=重本。
A、“权”小于“重”时,“本”确定,但“标”是可以改变的,所以A端不一定上扬。故A错误;
B、“权”小于“重“时,由“权标=重本”知,“标”一定大于“本”。故B错误;
C、增大“重”时,“权”和“本”不变,由“权标=重本”知,“标”会增大,所以把“权”向A端移。故C正确;
D、增大“重”时,“本”不变,由“权标=重本”知,可以增大“标”,或增大“权”,故D错误。
故选:C。
杆秤实际是以提纽为支点的杠杆,利用杠杆平衡条件分析力或力臂的变化。
此题考查的是杠杆平衡条件的应用,通过题目的解析可以加深我们对我国古代科技成就的了解,增加民族自豪感。
4.【答案】D
【解析】剪纸用的剪刀在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,A错误;定滑轮实质是一个等臂杠杆,使用定滑轮不省力,但能改变力的方向,B错误;使用动滑轮不可以省功,错误;只要使用机械,不可避免地要做些额外功,所以有用功肯定比总功少,机械效率肯定小于,D正确.
5.【答案】D
【解析】解:AB、定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向,故AB正确;
CD、动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力,但不能改变力的方向,故C正确,D错误。
故选:D。
动滑轮的特点:动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力,但费距离;
定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向。
解决此类题目要结合定滑轮及其定滑轮的工作特点进行分析。
6.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查功的计算,明确做功的两个必要因素,熟练运用功的计算公式,可解答此题。
运用功的计算公式,可求功的大小;力F与s的方向要一致,力才做功。
【解答】
从一楼登上三楼,小明提箱子上楼通过的高度为;
在水平方向上小明未对箱子做功,故小明对箱做的功为。
故B正确,ACD错误。
故选B。
7.【答案】C
【解析】由图可知,甲滑轮组中,;乙滑轮组中,;
由图丙可知,甲、乙滑轮组的总功和额外功分别为:
、,、,
甲、乙滑轮组做的有用功分别为:,
,
即,
D、由于物体上升的高度相同,由可知,物重、的大小关系为:,
由可知,,故D错误;
A、由可知,绳子自由端移动距离分别为:,
即,
由可知,两滑轮组中,绳端拉力分别为:,,
即,故A错误;
B、甲、乙滑轮组的机械效率分别为:,,
即,故B错误;
C、甲、乙装置中拉力做功的功率分别为:,,
即,故C正确。
故选:C。
由图可知,甲滑轮组中,;乙滑轮组中,;由图丙可知,甲、乙滑轮组的总功和额外功大小,根据求得甲、乙滑轮组做的有用功,物体上升的高度相同,根据可知物重、的大小关系,根据可知甲、乙装置中的两个物体质量之间的关系;
根据可知绳子自由端移动距离、的大小关系;根据可知绳端拉力、的大小关系;
根据求出甲、乙滑轮组的机械效率,比较得出、的大小关系;
利用求甲、乙装置中拉力的功率之间的关系。
本题考查滑轮组中力、功、功率和机械效率的大小比较,关键是n的确定以及根据柱状图得出总功和有用功的大小。
8.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查杠杆平衡条件的应用,找出重心位置及其重力力臂是解题的关键。
形状规则、密度均匀的木板AB的中点为重心,O为支点,则分别求出动力臂和阻力臂,利用杠杆平衡条件即可求解。
【解答】
解:由于形状规则、密度均匀的木板AB的中点为重心,O为支点,如图:
则木板重力的力臂为,
重物G的力臂,
由杠杆的平衡条件得:,
所以:,故D正确。
故选D。
9.【答案】D
【解析】解:
由图可知,MN段和OP段的路程都为,拉力都是,
由可得做的功,故AB错误;
设OP段用的时间,则MN段用的时间,所以,做的功相同,根据可知,,故C错误、D正确。
故选:D。
分析题图,得出OP段和MN段的路程、用力,利用得出做功大小关系;分析所用时间大小关系,利用得出功率大小关系。
本题考查了功和功率的大小比较,读懂图示,并能从中获得相关信息加以分析是解答此题的关键。
10.【答案】B
【解析】A.由图乙可知,物体在ab段运动时,绳子自由端的拉力,图甲可知有三段承重绳拉着定滑轮,所以定滑轮受到绳子向下的拉力:
所以天花板受到的拉力:,故A错误;
B.物体在bc段运动时,绳子自由端的拉力F2。两段承重绳拉着动滑轮,即绳子对动滑轮的拉力为
F2
由于,所以绳子对M的拉力
滑轮组的机械效率为,故B正确;
C.同理,物体在ab段运动时,滑轮组的机械效率
小于bc段的机械效率,故C错误;
D.物体由a到b的过程,绳子自由端拉力所做的功为:
物体由b到c的过程,绳子自由端拉力所做的功为:
所以物体从a到c点拉力F做的功:
故D错误。
故选:B。
11.【答案】费力 A C 变大 不变
【解析】如图,在使用镊子时,绕A点转动,所以A是支点,AC的长度为阻力臂,AB的长度为动力臂,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
用镊子夹取物体时,动力垂直作用在B点,阻力垂直作用在C点,A为支点。手压的位置越靠近C点,动力臂越大,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知,夹起物体用力越小。
故答案为:费力;A;C;变大;不变。
分析:结合图片和生活经验,先判断镊子在使用过程中,围绕转动的支点,根据支点的位置比较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;
动力垂直作用在B点,阻力垂直作用在C点,A为支点,由杠杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小。
本题考查杠杆支点的判断、杠杆分类、杠杆平衡条件的应用,这类题目的关键是对支点和力臂的判断,另外,要结合生活实际来解答。
12.【答案】=;<
【解析】【分析】
本题考查功的计算和功率的计算,难度不大。
利用计算功的大小;利用计算功率。
【解答】
同一斜面高度相等,重力相等,由判断得重力做功相等,即;
在乙轨道上的小球B先到达终点,即B运动所用的时间短,由得,AB重力所做功相等,故。
故答案为:=;<。
13.【答案】50
3
450
【解析】当搬运质量为15kg的物体时,人用于搬运物体的功率输出最大,其值为50W。包大米,总质量为150kg,每包大米的质量是5kg,由于搬运物体所需要做的总功是一定的,要尽快完成搬运工作,要求人始终在最大功率输出状态下工作,每次应搬运质量为的物体,即3包大米。每次搬运的大米的重力重力做的功,则每次上楼所用的时间,每次下楼所用的时间是15s,则一个来回需要的时间是,搬30包大米需要10个来回,所以所用的时间一共是。
14.【答案】1
右
【解析】解:
,,设挑担水平平衡时,肩距扁担左端为L,因,有;将两筐谷子同时向内移动时,左、右两筐重力的力臂分别为,,则,,则,要保持挑担水平,应向右筐增加谷子,设其质量为m,其重力为mg,有,即,解得
15.【答案】
【解析】为了让杠杆始终保持水平平衡,甲物体对地面的压力恰好为0时,乙物体能够到达的距离最远,由此可知:此时绳子对A点的拉力为
设此时乙向右运动到C位置,由杠杆的平衡条件可得
则
根据
可得,拉力F做功的功率
16.【答案】
【解析】解:从图中可知,绳子自由端的速度,
绳子自由端移动的距离;
不计绳、弹簧测力计和滑轮重,弹簧测力计示数为2N,则拉力为2N,
根据可知拉力F的功率;
滑轮组的机械效率。
故答案为:;;。
从图中可知,根据得出绳子自由端的速度,根据得出绳子自由端移动的距离;
不计绳、弹簧测力计和滑轮重,弹簧测力计示数为2N,则拉力为2N,根据可知拉力F的功率;
根据得出滑轮组的机械效率。
本题考查速度、功率和效率的有关计算,综合性强,难度适中。
17.【答案】210 21
【解析】由题可知,动滑轮重为10N,物体A的重力为100N,则拉力F为
重物A以的速度匀速上升,则拉力F的速度为
拉力的功率为
18.【答案】;;增大
【解析】根据杠杆的平衡条件公式ll,ll,ll,l,解得:l,则应将该“密度天平”的“零刻线”标在支点“O”右侧30cm处;
根据题意钩码移动至最右端,该“密度天平”达到最大量程,设OA为l,O点距最右端的距离为l,容器的质量为,钩码的质量为,容器中加满液体的质量为m,根据杠杆的平衡条件:ll,ll,ll,,解得:,,该“密度天平”的量程为;
当钩码的质量适当增大时,说明杠杆一侧的力增大,在力臂关系相同的情况下,另一侧的力也会增大,即该“密度天平”的量程将增大。
19.【答案】
【解析】画最小的动力,先要作出最大的力臂,将图中O、B连接起来,OB长即为最长的力臂,过B点作OB的垂线,使杠杆逆时针转,则就要使杠杆顺时针转;反向延长的作用线,过O点作的垂线,垂线段的长度即为如下图所示:
20.【答案】
【解析】由于图中只有一个动滑轮,承担物重的绳子段数最多为3段,此时最省力,其绕法如图所示
21.【答案】平衡;力臂;右;没有经过多次测量就得出结论,实验没有普遍性;;杠杆自重;。
【解析】解:杠杆静止在如图甲所示位置,杠杆静止,此时杠杆处于平衡状态;
为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,由图知,右端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向右调节;
小明仅凭一次测量就得出杠杆平衡条件,这种实验处理方法是不完善的,因为实验次数过少,会导致实验结论具有偶然性,应该改变动力或阻力的方向进行多次测量,寻找普遍规律,以避免偶然性。
由图可知,弹簧测力计的刻度值为,指针在3N以下三格处,示数为。
用如图丙所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
根据杠杆的平衡条件可得:,
解得,
将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点,使杠杆仍在水平位置平衡,则,即,
解得。
故答案为:平衡;力臂;右;没有经过多次测量就得出结论,实验没有普遍性;;杠杆自重;。
杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆处于平衡状态;
杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂;在调节杠杆平衡时,应将平衡螺母向较高的一端调节;
在探究性实验中,应进行多次实验,寻找普遍规律,避免结论的偶然性。
弹簧测力计的拉力由图读出;
杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小;杠杆的重心过支点,消除杠杆重对杠杆平衡的影响。
首先根据杠杆的平衡条件求得2个钩码的重力,再利用杠杆的平衡条件即可求得此时弹簧测力计的拉力。
本题考查了探究杠杆平衡条件的实验过程,从原理到实际操作、实验方法、数据分析等,考查较为全面,是我们应该掌握的重点实验。
22.【答案】 一个 绳与轮之间存在摩擦
【解析】第一空.绳子的有效段数: ,故动滑轮实际被使用的个数是一个若是两个,有效段数为4或;
第二空.若不考虑摩擦,则 ,滑轮组中所有动滑轮及动滑轮间的连接物总重力约为:
;即滑轮组中所有动滑轮及动滑轮间的连接物总重力约为1N;
第三空.由表中数据知,第1次实验的机械效率为:
因机械效率随提升物重的减小而变小,当提升重物重力为时,该滑轮组的机械效率应略小于,故最接近;
第四空.乙组同学发现实验数据不像“理想模型”那样完美,产生误差的原因:绳与轮之间存在摩擦.
23.【答案】解:配重A和动滑轮D的总重力为
杠杆E端所受拉力大小为
由杠杆平衡条件知
代入数据得
对运动员受力分析知,地面对运动员的支持力大小为
由相互作用力的关系知,运动员对地面的压力大小为
答:杠杆E端所受拉力大小为900N;
运动施加的拉力大小为450N;
运动员对地面的压力大小为150N。
【解析】本题考查杠杆问题
24.【答案】解:汽车爬坡时克服重力所做的功为,
汽车发动机牵引力做的功为,
汽车爬坡时克服阻力做的功为额外功,所以汽车克服阻力做的额外功为,
由可得,汽车爬坡时所受阻力为。
答:汽车爬坡时克服重力所做的功为;
汽车发动机牵引力做的功;
汽车爬坡时所受阻力为8250N。
【解析】已知车重和斜坡的高度,根据求出汽车爬坡时克服重力所做的功,即为有用功;
已知汽车发动机的功率和做功时间,根据计算牵引力做的功,即为总功;
汽车爬坡时克服阻力做的功为额外功,根据求出汽车克服阻力做的额外功,再根据求出汽车爬坡时所受阻力。
25.【答案】定;不能;;不变;不变; ;
【解析】 物理核心素养要求在学生认识科学本质,理解科学技术社会环境的关系基础上逐渐形成对科学和技术应有的正确态度以及责任感。本题正是基于这一新理念联系生活中的电梯来考查功和功率的计算,正确识别甲图中滑轮的特点、乙图中数据是解题的关键。
图甲中A、B滑轮都是定滑轮,都不能省力,只能改变力的方向;
根据可知,在载重一定的情况下,运行的时间越少,电梯的功率就越大,故C正确;
由图乙可知电梯在2秒至8秒上升过程中速度不变,则轿厢的速度不变,配重的速度也不变;根据可知,配重的重力做功的功率不变;
电梯匀速运行阶段,配重运动距离等于轿厢上升的高度,则;故配重的重力做功为 J;
电梯满载匀速运行时,电动机钢丝绳对轿厢拉力为 N,故电动机钢丝绳对轿厢的拉力的功率为:。
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