内容正文:
南京市2024-2025学年九年级物理上学期期末复习(简单机械和功章节)近三年期末考试组题汇编
一、单选题
题型一:是否做功的判定
1.(23-24九年级上·江苏南京·期末)小明用竖直向上的力提一桶水,下列过程中小明对桶做功的是( )
A.提着桶站立不动 B.提着桶水平移动
C.提桶但未能提起 D.提着桶向上爬楼
题型二:杠杆的分类
2.(23-24九年级上·江苏南京·期末)下列器具属于省力杠杆的是( )
A.镊子 B.核桃夹
C.托盘天平 D.筷子
3.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图所示的器具中,使用时属于省力杠杆的是( )
A.
独轮车 B.船桨
C.筷子 D.扫帚
题型一:是否做功的判定
4.(22-23九年级上·江苏南京·期末)下图所示的几种情况,人对物体做了功的是( )
A.拉车向前运动 B.搬而未动
C.学生背着书包水平匀速前进 D.将杠铃举着静止不动
题型三:滑轮组的分析
5.(22-23九年级上·江苏南京·期末)用四个滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,用它们匀速提起货物,在绳自由端施加竖直的拉力分别为F甲和F乙,物重分别为G甲和G乙,物体被提升高度分别为h甲、h乙,不计绳重及摩擦,则( )
A.若F甲=F乙且G甲=G乙,则乙的机械效率比较低
B.若F甲=F乙且h甲=h乙,则甲的机械效率比较低
C.若G甲=G乙且滑轮重均相同,则甲的机械效率比较低
D.若F甲=F乙且滑轮重均相同,则乙的机械效率比较低
题型四:生活实际考察
6.(23-24九年级上·江苏南京·阶段练习)冰箱门把手总是安装在离门轴远的一端(如图所示),其中蕴含物理规律的应用主要是( )
A.从力的角度出发,运用了省力杠杆原理
B.从力的角度出发,运用了省距离杠杆原理
C.从做功的角度出发,开关冰箱时手对门做功较少
D.从做功的角度出发,开关冰箱时手对门做功较快
题型五:杠杆的定义考察
7.(23-24九年级上·江苏南京·期末)下列情境描述中正确的是( )
A.甲图中钓鱼竿受到的阻力就是鱼的重力
B.乙图中手握哑怜向上运动时,前臂骨骼可以看成省力杠杆
C.丙图中手将衣服夹子捏开时,夹子可以看成省力杠杆
D.丁图中用动滑轮提升物体时,动滑轮的支点在滑轮的轴心
题型六:功的计算
8.(23-24九年级上·江苏南京·期末)一个质量为80g的皮球从10m高处下落了3m,重力对它做的功为( )
A.240J B.5.6 J C.2.4J D.8J
9.(22-23九年级上·江苏南京·期末)用水平拉力先后两次拉着重为100N的同一物体,沿同一水平面做直线运动,第一次拉力为30N,物体恰好做匀速直线运动,拉力对物体做了45J 的功;第二次拉力增大为 50N,拉力对物体做了 60J 的功,分析两次做功过程,以下判断正确的是( )
A.第一次物体受到的摩擦力是 100N,物体运动了 1.5m
B.第一次物体受到的摩擦力是 30N,物体运动了 0.45m
C.第二次物体受到的摩擦力是 30N,物体运动了 1.2m
D.第二次物体受到的摩擦力是 50N,物体运动了 0.6m
题型七:动态平衡
10.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图所示,轻质杠杆OA 上悬挂一重物G,O为支点,在A端用力使杠杆平衡,下列叙述中正确的是 ( )
A.此杠杆一定是省力杠杆
B.沿竖直向上方向用力最省力
C.此杠杆可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆
D.沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡
二、填空题
题型八:机械效率的计算
11.(22-23九年级上·江苏南京·期末)如图所示装置中,空吊篮A重30N,绳子承受的最大拉力为100N。当拉力F为20N时,空吊篮以2m/s速度匀速上升,忽略绳重、摩擦和空气阻力,则动滑轮的重力为 N,2s内克服动滑轮重做的额外功为 J,用此装置提升货物的最大机械效率为 %,当此装置效率最大时,动滑轮上的挂钩受到的向下拉力是 N。
题型六:功的计算
12.(22-23九年级上·江苏南京·期末)小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了8m,所用时间为20s,在此过程中小明对书箱做功 J,功率为 W,书箱的重力做功 J。
13.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图中所小,框内是由n个相同的滑轮安装成的滑轮组,利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,不计绳重和摩擦,则滑轮组中动滑轮重 N,拉力的功率为 W,该滑轮组的机械效率为 %。
题型八:机械效率的计算
14.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图所示,在“测滑轮组机械效率”的实验中,物体重为5.4N,若用力F匀速提升物体,使物体上升10cm,此时弹簧测力计的示数如图所示,则拉力做的有用功是 J,滑轮组的机械效率是 。不计绳重及摩擦,若仅增加物重,该滑轮组的机械效率将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
15.(22-23九年级上·江苏南京·期末)如图是使用手机和自拍杆自拍时的示意图,自拍杆可以看作是一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆(O为支点)。已知自拍杆长1m(质量忽略不计),手机对杆竖直向下的作用力F2=3N,图中l1=10cm、l2=80cm,则手垂直于杆的动力F1= N。若动力F1的方向变为水平向左,则动力F1'= N。拍摄需要伸长自拍杆时,若保持F1的作用点、方向及支点位置不变,则F1大小将 。
16.(22-23九年级上·江苏南京·期末)用如图所示滑轮组5s内将重为200N的物体匀速提升2m,动滑轮重为30N,滑轮组的机械效率为80%,则有用功为 J,额外功为 J,人对绳的拉力为 N,拉力的功率为 W。
17.(23-24九年级上·江苏南京·期末)小华用20N的水平推力使重100N的超市购物车在水平路面前进了12m,所用的时间为0.5min。在此过程中,小华对购物车做了 J的功,功率为 W,购物车所受重力对购物车做了 J的功。
18.(23-24九年级上·江苏南京·期末)小明用图示滑轮组在5s内将重为60N的重物匀速提高了3m,所用拉力为50N,该滑轮组的机械效率为 %。 若其他条件不变,将重物匀速提升5m,该滑轮组的机械效率将 。 小华同学根据公式算出此滑轮组中动滑轮重力为40N,实际的动滑轮重力 (选填“>”,“=”或“<”) 40N。
19.(22-23九年级上·江苏南京·期末)如图(a)所示,在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起,抬起过程应用了杠杆原理,引擎盖可绕О点自由转动,A点为引擎盖重心位置。若在引擎盖的前端,用竖直向上的力抬起引擎盖过程中,重力G的力臂逐渐 (选填“变短”或“变长”),所用外力的大小 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。图(b)为引擎盖支起时受力分析示意图。由图示分析可知,该杠杆属于 (选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆。
题型九:杠杆的平衡的计算
20.(23-24九年级上·江苏南京·期末)为避免同学们用手按压宿舍楼大门的开门按钮造成交叉传染,小明用轻质木杆自制了“脚踏式杠杆”,借助杠杆按动按钮,如图所示。已知OA=100cm,OB=60cm,AB=80cm,OC=15cm,当小明在C点用脚给杠杆施加16N的压力F1时,按钮触发,大门打开。该杠杆属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆,此时杠杆的阻力臂是 cm,按钮对杠杆的水平阻力F2= N。(不计摩擦)
三、作图题
题型十:作图
21.(23-24九年级上·江苏南京·期末)要利用滑轮组把物体吊上楼,请在图乙中画出最省力的绕线方式。
22.(23-24九年级上·江苏南京·期末)图(a)是一款水管扳手钳,其中AOB部分可视为一个杠杆,其简化示意图如图(b)所示,请在图(b)中画出杠杆平衡时的阻力臂及作用在B点的最小动力
四、实验题
题型十一:实验题
23.(23-24九年级上·江苏南京·期末)小明用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件。
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向 移动(选填“左”或“右”);
(2)如图乙所示,在刻度线“2”处挂2个钩码,在刻度线“4”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,当杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为。将弹簧测力计斜向左拉,当杠杆在水平位置平衡时,其示数 (选填“>”、“=”或“<”);
(3)得到实验结论后,小明利用图乙所示的装置,只借助杠杆上的刻度线,右端只使用弹簧测力计,左端只悬挂重物,若弹簧测力计的量程是0~5N,当杠杆在水平位置平衡时,通过计算可知,悬挂的重物最重可达 N;
(4)实验完成后,小明想起,人们从地面上搬起重物时,常见的做法是直接弯腰(如图丙)或下蹲弯曲膝盖(如图丁)将重物搬起,哪种做法更好呢?下面建立模型说明这个问题。将人的脊柱简化为杠杆如图戊所示,脊柱可绕骶骨(轴)转动,腰背部复杂肌肉的等效拉力作用在A点,其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变。搬箱子时的拉力作用在肩关节点,在点挂一重物代替箱子。用测力计沿方向拉,使模型静止,可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着,改变脊柱与水平面的夹角即改变杠杆与水平面的夹角,多次实验得出结论。
①当角增大时, (选填“变大”、“变小”或“不变”);
②如果考虑到人上半身的重力,那么腰背部肌肉的实际拉力将比图戊中的要 (选填“大”或“小”);
③由以上分析可得, (选填“丙”或“丁”)图中的姿势比较正确。
24.(23-24九年级上·江苏南京·期末)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前若向右调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,则调节之前杠杆 端高;
(2)图甲中,在A处挂2个钩码,为使杠杆在水平位置平衡,应在B处挂 个钩码。杠杆平衡后,再用一滑轮推动悬线(如图乙),会发现杠杆 (填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”);
(3)图丙中,长为3cm的长方体橡皮放在20cm长的直尺(两端刻度线与尺的边缘对齐)上,向右移动直尺,使其恰好不翻倒,此时位置如图丁,若橡皮和直尺均质地均匀,则橡皮和直尺的质量之比为 ,将橡皮翻转至虚线位置(如图戊),则直尺 (选填“不能”或“能”)平衡。
五、计算题
题型十二:计算
25.(23-24九年级上·江苏南京·期末)在“测滑轮组机械效率”的课外综合实践活动中,小明同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A(如图甲所示),然后用大小为50N的拉力竖直向上匀速拉动绳自由端,使总重为90N的物体上升。当物体上升高度为10cm时,小明同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B,并测出AB间的距离sAB=20cm(如图乙所示),其中动滑轮重45N。则:(g=10N/kg)
(1)提升重物做的有用功多大?
(2)该滑轮组的机械效率多大?
26.(23-24九年级上·江苏南京·期末)混合动力汽车是指使用汽油机驱动和利用蓄电池所储存的电能驱动的汽车.当汽车负荷少时,电动机可作为发电机使用,汽油机的一部分功率用来驱动汽车,另一部分功率驱动 发电机,可发电给蓄电池充电.如表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌,该汽车匀速行驶时受到的阻力为 720N,求:
电池容量
44kW•h
充电电压
220V
充电电流
20A
输出电压
150V
(1)在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间?
(2)蓄电池充满电后,仅由电动机提供动力,电能转化为机械能的效率为 80%,汽车匀速持续行驶的最大距离是多少?
2
1
学科网(北京)股份有限公司
参考答案:
1.D
【详解】A.提着桶站立不动,小明对水桶的拉力竖直向上,但水桶没有在该力的方向上移动距离,故小明对水桶没有做功,故A不符合题意;
B.提着桶水平移动,小明对水桶的拉力竖直向上,但水桶没有在该力的方向上移动距离,故小明对水桶没有做功,故B不符合题意;
C.提桶但未能提起,小明对水桶的拉力竖直向上,但水桶没有在该力的方向上移动距离,故小明对水桶没有做功,故C不符合题意;
D.提着桶向上爬楼,小明对水桶的拉力竖直向上,水桶在该力的方向上移动了距离,故小明对水桶做功,故D符合题意。
故选D。
2.B
【详解】A.镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B符合题意;
C.托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力也不费力,故C不符合题意;
D.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
3.A
【详解】A.使用独轮车时,动力臂大于阻力臂,因此独轮车是省力杠杆,故A符合题意;
B.使用船桨时,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,因此船桨是费力杠杆,故B不符合题意;
C.使用筷子时,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,因此筷子是费力杠杆,故C不符合题意;
D.使用扫帚时,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,因此扫帚是费力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
4.A
【详解】A.人给小车一个向前的拉力作用,小车在拉力作用下向前移动了距离,人对小车做功,故A符合题意;
B.搬石头时,人给石头一个力的作用,石头在力的作用下没有移动距离,人对石头没有做功,故B不符合题意;
C.学生背着书包水平匀速前进,学生给书包一个向上的力,但书包向上没有移动距离,人对书包没有做功,故C不符合题意;
D.运动员将杠铃举起后不动,运动员给杠铃一个向上的力,杠铃向上没有移动距离,人对杠铃没有做功,故D不符合题意。
故选A。
5.D
【详解】A.甲、乙图绳子的有效段数(n)分别为3、2,甲滑轮组的机械效率为
①
乙滑轮组的机械效率为
②
若F甲=F乙且G甲=G乙,乙的机械效率大于甲的机械效率,故A不符合题意;
B.由①②知,机械效率与提升物体的高度无关,若F甲=F乙,根据①②,因不知G甲与G乙的大小关系,故无法确定甲、乙机械效率大小,故B不符合题意;
C.不计绳重及摩擦,则克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源,因总功等于有用功与额外功之和,故甲、乙滑轮组的机械效率为
③
若G甲=G乙且滑轮重均相同,可知甲、乙的机械效率相同,故C不符合题意;
D.甲、乙图绳子的有效段数(n)分别为3、2。不计绳重及摩擦,则作用在绳子自由端的拉力为
则提升物体的重力为
G=nF-G动
若F甲=F乙且滑轮重均相同,则可知,甲滑轮组提升物体的重力较大,根据③式有
故可知甲的机械效率比乙高,故乙的机械效率比较低,故D符合题意。
故选D。
6.A
【详解】根据杠杆平衡条件,当阻力和阻力臂不变时,为了省力,即减小动力,需要增大动力臂,所以生活当中的门把手往往安装在离门轴远的一端,这是运用了费距离,省力杠杆原理。功定义为力与距离的乘积,与门把手的安装距离无关,省力不等于省功。功率表示做功的快慢,是功与做功时间的比值,与是否省力也无关。
故选A。
7.C
【详解】A. 甲图中钓鱼竿受到的阻力是鱼线向下的拉力,故A错误;
B. 观察乙图可知,以肘关节为支点,阻力臂大于动力臂,为费力杠杆,故B错误;
C. 丙图中,以夹子前端为支点,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故C正确;
D. 丁图中动滑轮的支点为左侧固定绳子与动滑轮接触点,故D错误。
故选C。
8.C
【详解】这个皮球的质量是
皮球受到的重力是
那么从10m高处下落了3m,重力对它做的功为
故选C。
9.C
【详解】AB.第一次物体在水平面上做匀速直线运动时,在水平方向受拉力和摩擦力作用,并且二力是一对平衡力,故物体受到的摩擦力
f=F=30N
拉力对物体做了45J的功,则物体通过的距离
s1===1.5m
故A. B错误;
CD.若拉力增大为50N,而压力大小和接触面的粗糙程度都没有改变,因此,物体受到的摩擦力不变,仍为30N;第二次拉力对物体做了60J的功,则物体通过的距离
s2===1.2m
故C正确,D错误。
故选C。
10.C
【详解】A.因无法确定动力臂的大小,所以无法确定它是哪种杠杆,故A错误;
B.沿垂直杠杆向上的方向用力,动力臂最大,动力最小,最省力,故B错误;
C.因此杠杆的动力臂无法确定,所以它可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆,故C正确;
D.沿OA方向动力臂是零,杠杆无法平衡,故D错误。
故选C。
11. 10 40 80 190
【详解】[1]由图可知,空吊篮和动滑轮的重力由2段绳子承担
G动=2F- G吊篮 = 2×20 N-30 N=10 N
[2] 2 s内克服动滑轮重力做的额外功为
W额=G动h=10 N×2 m/s×2 s=40 J
[3][4]当拉力为100N时,机械效率最大,此时提起重物的最大重力为
G最大=2F最大-G动- G吊篮=2×100N-10 N-30N=160N
装置的最大机械效率为
当机械效率最大时,动滑轮上的挂钩受到向下的拉力等于物体和吊篮的总重力,即
F拉= G最大+ G吊篮= 160 N+30 N=190 N
12. 320 16 0
【详解】[1][2]小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了8m,推力对箱子做的功为
W=Fs=40N×8m=320J
已知该过程所用时间为20s,则功率为
[3]书箱在水平面上运动,虽然受重力,也有距离,但在重力的方向上没有移动距离,所以重力没做功,即做功为0。
13. 30 150 90
【详解】[1]由图乙可知,物体上升高度h=2m时,绳子自由端移动距离s=6m,由此可知,动滑轮上绳子的段数为
物体重力为
G=mg=27kg×10N/kg=270N
不计绳重和摩擦,有
即
解得
G动=30N
[2]由图乙可知,绳子自由端移动距离s=6m时,所用的时间t=4s,则绳子自由端移动的速度为
拉力的功率为
P=Fv=100N×1.5m/s=150W
[3]不计绳重和摩擦,该滑轮组的机械效率为
14. 0.54 75% 增大
【详解】[1]物体重为5.4N,物体上升高度为
h=10cm=0.1m
则拉力做的有用功
W有=Gh=5.4N×0.1m=0.54J
[2]图中测力计的分度值为0.2N,示数为2.4N,即绳端拉力F=2.4N,绳子的有效段数为n=3,则绳子自由端移动的距离
s=nh=3×0.1m=0.3m
拉力做的总功
W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J
滑轮组的机械效率
[3]若仅增大物体的重力,则有用功增大,在额外功不变的情况下,有用功在总功中所占的比值增大,则机械效率增大。
15. 费力 24 40 变大
【详解】[1]由图可知,O为支点,该杠杆的动力为手为杠杆的力,阻力为手机给杠杆的力,动力臂小于阻力臂,所以自拍杆可以看作是一个费力杠杆。
[2]由杠杆平衡条件可知,手垂直于杆的动力F1为
[3]
当动力F1的方向变为水平向左,新的力臂l1'如上图所示,由题可知,OB=80cm,OA=100cm,由勾股定理可得
图中三角形OAB与三角形COD相似,所以
则OD的长度
即新的力臂l1'的长度为6cm,由杠杆平衡条件可知,动力F1'为
[4]保持F1的作用点、方向及支点位置不变,即动力大小以及动力臂大小不变,拍摄需要伸长自拍杆时,则阻力大小不变,阻力臂将增大,由杠杆平衡条件可知,此时F1大小将变大。
16. 400 100 125 100
【详解】[1]拉力做的有用功
[2]由 可得拉力做的总功
拉力做的额外功
[3]由 可得人对绳的拉力
[4]拉力做功功率
17. 240 8 0
【详解】[1][2]小华对购物车做功
W=Fs=20N×12m=240J
推力做功的功率
=8W
[3]物体在水平路面上移动12m,重力的方向竖直向下,物体没有在重力的方向上移动距离,所以重力不做功,即购物车的重力做功为0J。
18. 60 不变 <
【详解】[1]小明用图示滑轮组在5s内将重为60N的重物匀速提升了3m,所用拉力为50N,由图可知绳子的股数为2,该滑轮组的机械效率为
[2]由推导公式
可知,该滑轮组的机械效率与物体的重力和拉力的大小有关,与重物提升的高度无关,所以,若其他条件不变,将重物匀速提升5m,该滑轮组的机械效率将不变。
[3]小明的推导是错误的忽略了摩擦等阻力的影响,所以实际动滑轮的重力应该小于40N。
19. 变短 不变 省力
【详解】[1][2][3]用竖直向上的力抬高引擎盖的过程中,重心A向斜上方运动,重力的方向不变,由力臂的定义可知,重力的力臂会变短,因为动力臂和阻力臂的比值不变,重力大小不变,所以动力的大小不变。由题可知,动力臂大于阻力臂,所以为省力杠杆。
20. 费力 80 3
【详解】[1][2]按钮对杠杆的阻力与地面平行,作出阻力F2的力臂,如图所示:
可知阻力的力臂L2与AB的长度相等,即L2为80cm,压力F1的力臂L1为OC的长度,即L1为15cm,动力臂小于阻力臂,该杠杆属于费力杠杆。
[3]由得,按钮对杠杆的水平阻力
21.
【详解】图中滑轮组有两种绕线方法,一种是由两根绳子承担重物,一种是由三根绳子承担重物,要想最省力,应选用三根绳子承担的绕法,即从动滑轮开始缠绕,如下图
22.
【详解】若动力作用在B点,以OB为动力臂是最长的力臂,此时力最小,则连接OB为最长力臂,再过B点做OB的垂线,即动力F1的作用线,以O为支点,F1、F2作用效果相反,F2使杠杆顺时针转动,则F1使杠杆逆时针转动,F1的方向向上,如图所示:
23. 右 > 5 变小 大 丁
【详解】(1)[1]实验前,杠杆静止如图甲所示,此时杠杆处于平衡状态;杠杆不在水平位置,左端向下倾斜,右端上翘,所以应向右调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,支点到力的作用点的距离就是力臂,便于测量力臂大小。
(2)[2]设一钩码重为G,一格为L,根据杠杆平衡条件可知
所以
将弹簧测力计斜向左拉,阻力和阻力臂不变,拉力的力臂将变短,根据杠杆平衡条件可知,杠杆在水平位置平衡时,拉力变大,所以
(3)[3]根据(2)[2]可知
弹簧测力计的量程是0~5N,则
解得
(4)①[4]由图可知:当α角增大时,力臂变小;由于拉力的方向与脊柱夹角始终为12°且OA这段距离不变,则O点到作用线的距离不变,即动力臂不变,阻力为箱子的重力不变,根据杠杆平衡条件可知,变小。
②[5]人上半身本身有重力,则阻力变大,那么腰背部肌肉的实际拉力将比图戊中的要大,更费力。
③[6]比较丙、丁两种姿势可知:丙的支点太高,在搬起物体时,阻力臂减小得慢,则腰背部复杂肌肉的等效拉力,要比较长时间的使用较大的力,所以丙姿势不正确,丁姿势比较正确。
24. 右 1 右端下沉 能
【详解】(1)[1]根据题意可知,杠杆向左边偏,右边高,为了使杠杆在水平位置平衡,应该向右调节平衡螺母。
(2)[2]设每个钩码重为G,根据杠杆平衡条件有
解得
所以应在A处挂1个相同的钩码。
[3]图乙是一个平衡的杠杆,此时若推动左侧钩码的悬线,则左侧悬线对杠杆的拉力变为斜向下,左侧拉力的力臂会变小,这时杠杆左侧拉力与力臂的乘积变小,小于右侧拉力与力臂的乘积,所以杠杆的右端下沉。
(3)[4]根据题意可知,长方体橡皮的长为3cm,重心在一半处;如图丁可知,橡皮的重心在刻度尺上
处;刻度尺以支点处5.50cm分成左右两个部分,左边、右边两个部分刻度尺的重力分别是G左边、G右边,分析可知,左边部分刻度尺的重心在刻度尺上
处,右边部分刻度尺的重心在刻度尺上
处;设橡皮的重力为G橡皮,根据杠杆平衡可知
设整个刻度尺的重力是G直尺,刻度尺以支点处5.50cm分成左右两个部分,所以
联立①②③,可得
根据可知,橡皮和直尺的质量之比为
[5]如图戊,分析可得,根据④可知,左边变为
化简得
右边不变,即
根据杠杆平衡可知,左边大于右边,因支点不变,橡皮翻转至虚线位置,增加了杠杆的稳度,所以整个装置能平衡,直尺能平衡。
25.(1)9J;(2)60%
【详解】解:(1)提升重物做的有用功
W有=Gh=90N×10×10-2m=9J
(2)由图可知,滑轮组上承担重量的绳子股数为n=3,则绳端移动的距离为
s=nh=3×10cm=30cm=0.3m
拉力做的总功为
W总=Fs=50N×0.3m=15J
该滑轮组的机械效率为
答:(1)提升重物做的有用功为9J;
(2)该滑轮组的机械效率为60%。
26.(1)10h;(2)1.76×105m.
【分析】(1)知道充电电压和电流,根据P=UI求出充电功率,又知道电池的容量,根据电功率的公式求出充电时间;
(2)蓄电池充满电后,根据效率公式求出获得的机械能即牵引力做的功,根据W=Fs求出汽车匀速持续行驶的最大距离.
【详解】(1)充电时输入功率:P=UI=220V×20A=4400W=4.4kW,
充满电的时间:;
(2)已知电能转化为机械能的效率η=80%,
牵引力做的功W牵=80%W=80%×44kW•h=35.2kW•h=35.2×3.6×106J=1.2672×108J,
因为该汽车匀速行驶,所以F=f=720N,由W=Fs可得汽车匀速持续行驶的最大距离.
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