内容正文:
第8章 简单机械 功和能 单元测试
一、单选题
1.绿城南宁常利用洒水车洒水作业降温除尘,以此提升空气质量。洒水车在平直道路上匀速行驶并洒水作业的过程中,下列说法中正确的是( )
A.动能不变,机械能不变 B.动能增加,机械能减少
C.动能减少,机械能增加 D.动能减少,机械能减少
2.下列哪种能量属于机械能( )
A.热能 B.电能 C.动能 D.化学能
3.用如图所示的滑轮组匀速拉动重为100N 的物体A水平向左移动2m,A受到地面对它的摩擦力为30N(不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦),下列说法中正确的是( )
A.拉力F为50N
B.绳子自由端移动的距离为6m
C.A受到的摩擦力方向水平向左
D.拉力F为15N
4.如图所示,用一水平压力F将重为10N的物体压在粗糙程度相同的竖直墙壁上。当压力F为30N时,体处于静止状态;当压力F为25N时,物体恰好匀速下滑。下列说法中正确的是( )
A.物体处于静止状态时,受到墙壁对它竖直向下的摩擦力为10N
B.若物体匀速下滑的速度为0.2m/s,则其重力做功的功率为5W
C.物体在匀速下滑过程中,受到墙壁对它竖直向上的摩擦力为15N
D.保持25N的压力不变,竖直向上施加20N的拉力可使物体匀速上滑
5.如图所示,用充气的气球模拟“喷气火箭”,把封口的夹子松开,球内气体向后喷出,气球向前运动。此过程中( )
A.气球的弹性势能增大 B.喷出的气体内能减小
C.喷出的气体热运动加剧 D.喷出的气体向外界传递热量
6.如图所示,分别使用滑轮或滑轮组匀速提升质量为的物体,每个滑轮的质量为,在相同的时间内物体被提升的高度均为1m,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.滑轮组中A滑轮可以省功 B.动滑轮的重力为5N
C.滑轮组的机械效率越高,拉力做功越少 D.每次提升重物时,滑轮组做的额外功为10J
7.如图所示是一种通信卫星,下列有关它的说法中正确的是( )
A.它是通过电磁波来传递信息的
B.它的板状两翼是太阳电池板,能把电能转化为太阳能
C.当它运动到远地点时具有的动能最大
D.当它运动到近地点时具有的重力势能最大
8.下列过程中,属于动能转化为重力势能的过程是( )
A.向上垫起的排球在上升时 B.熟透的苹果从树上落下时
C.瀑布从半山腰直泻而下时 D.足球在水平草地上滚动时
9.如图所示的四幅图中的情境,人对物体做了功的是( )
A.人将货物从地面上搬起 B.运动员举着杠铃不动
C.学生背着书包静止站立在地面上等车 D.足球离开脚,在地面上滚动的过程中
10.如图所示,物体在沿斜面向上的拉力作用下,从斜面底端匀速拉到斜面顶端,已知斜面高为h,斜面长为s,且s=3h,物体所受重力为G,斜面的机械效率为50%,若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示,则( )
A.F= f= B.F= f= C.F= f= D.F= f=
11.2021年10月16号我国成功将神舟13号发射升空,在火箭加速上升过程中( )
A.燃料燃烧放出的热量全部转化为火箭和神舟13号的机械能
B.燃料燃烧放出的热量全部转化为火箭和神舟13号的重力势能
C.神舟13号的动能和重力势能都增大
D.神舟13号的动能转化为重力势能
12.如图所示,O是支点,在B端挂一重物,为使杠杆平衡,要在A端加一个力,下列说法中正确的是( )
A.F1的力臂为OD
B.F2的力臂为AD
C.F3的力臂为OA
D.沿三个方向力的大小一样
13.下列关于厨房里的厨具或现象的分析,错误的是( )
A.厨房油锅起火时可用锅盖盖灭
B.菜刀用完后洗净擦干,是为了防锈
C.将菜刀磨得锋利是为了增大压力
D.瓶盖起子开瓶盖时是省力杠杆
14.如图所示,用F=50N的水平拉力拉着重为200N的物体A沿水平地面匀速运动,且物体A运动的速度为0.2m/s,地面对物体A的摩擦力是物体A重的0.1倍。不计滑轮重力,则下列说法正确的是( )
A.10s内物体A克服与地面之间的摩擦力做的功是80J
B.10s内拉力F做的功是100J
C.拉力F的功率是50W
D.该装置的机械效率是80%
15.如图所示,物体A、B的重分别为40N、20N,动滑轮重为10N,此时物体A在水平面上向右以2m/s做匀速直线运动,则下列说法正确的是(绳子和滑轮间的摩擦不计)( )
A.物体所受摩擦力方向水平向左大小为10N
B.物体下落速度为4m/s
C.若用F=30N向左拉物体A,可以使物体A向左做加速直线运动
D.若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,所需力的大小为30N
二、多选题
16.一个小球从A点由静止开始下落,速度越来越大,相继经过B、C两点,如图所示;若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离,则下列说法中正确的是( )
A.小球在下落过程中重力势能转化为动能
B.小球在C点的机械能小于在B点的机械能
C.小球所受的重力在AB段做的功小于在BC段做的功
D.小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率
17.如图所示,用滑轮组提升所受重力为900N的物体A,滑轮组绳子自由端在拉力F作用下40s内竖直匀速移动了12m,滑轮组的额外功是400J。则下列说法中正确的是(不计绳重和摩擦)( )
A.动滑轮所受的重力为100N B.物体A上升的速度是0.1m/s
C.拉力F的功率是90W D.滑轮组的机械效率是90%
三、填空题
18.长的细绳上端固定,下端系一个质量的小球,将小球拉起至细绳与竖直方向成角的位置,然后由静止释放,不计空气阻力,则小球摆到最低点时,重力做功 J,绳子做功 J。
19.如图所示,小宣同学利用定滑轮提起重力为200N的物体,定滑轮本质上是 杠杆(选填“等臂”、“省力”或“费力”),他向右行走时,物件匀速上升,绳子拉力F的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.在水平地面上,用60N的力沿水平方向拉着重为200N的小车,在10s内前进5m。在此过程中,重力做功 J,拉力做功的功率是 W。
21. 叫弹性势能,通常把 和 统称为势能。
22.现代城市的清洁离不开洒水车,洒水车在水平路面上匀速洒水时,洒水车的动能 ,重力势能 。若洒水车停止洒水,行驶中牵引力F与车速倒数的关系如图所示,车的速度越大牵引力越 ;当牵引力为2×103时,洒水车速度为 m/s,发动机的功率为 W。
23.唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句,前一句生动形象地表明黄河水蕴藏着大量的 ,后一句表明长江水具有丰富的 。(均选填“动能”或“势能”)
24.如图所示,物体重240N,动滑轮重20N。工人用135N的拉力将物体匀速提升2m,用了10s,此过程中有用功是 J,拉力的功率是 W,滑轮的机械效率是 %,克服动滑轮重所做的功为 J。
25.赛龙舟自古以来在我国广为流传,现已成为亚运会比赛项目,图甲是训练装置的结构示意图,绳子系在“船桨”的A端,运动员坐在位置上用力将“船桨”从位置“1”划到位置“2”,重物的位置也发生了相应的变化。若重物的质量为,“划桨”一次拉过绳子的距离为。(船桨重、绳重与摩擦均不计)。“划桨”一次,人至少做功 J。图乙是某种耐力练习示意图,保持“船桨”与绳子垂直并静止。若OA为,OB为,当一只手握在O端,另一只手握在B点并施加垂直“船桨”的力F。求此时力F的大小为 N。
四、实验题
26.某同学选用相同的实验器材,用实验研究某个物理问题。实验过程以及可以得到的实验数据如图所示(他每次都是匀速提起钩码)。根据图中得到的信息,你认为该同学在研究 这一物理问题。
比较图中(a)、(b)两图可得出的初步结论是: 。
比较图中(b)、(c)图可得出的初步结论是: 。
27.以下是“探究杠杆平衡条件”实验中的几个主要步骤:
A.把钩码挂在杠杆两边,改变钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡;
B.求出各次实验中动力乘动力臂和阻力乘阻力臂的数值,根据得到的结果,探究杠杆在什么条件下平衡;
C.把杠杆的中点支在支架上,调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡;
D.改变力和力臂的数值,再做几次实验,并将实验结果填在自己设计的表格里。
(1)请按实验的合理顺序将上述步骤排序 ;
(2)实验结论: 。
28.如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置,实验中测得数据如下表所示:
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
(1)在分别使用两种滑轮提升钩码时,应沿竖直方向拉弹簧测力计,使钩码 ;
(2)比较弹簧测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的好处是 ;
(3)比较弹簧测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的好处是 ;
(4)把钩码升高相同的高度,比较(b)和(c)实验弹簧测力计移动的距离,可知:使用动滑轮 ,所以在提升重物的过程中,如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点,则应选择滑轮组;
(5)请在图(d)中画出最省力的绕线方式。
五、计算题
29.一辆质量为的小货车,已知小货车在的牵引力作用下沿平直公路匀速行驶,所用的时间为400s(g取10N/kg)求:
(1)小货车所受的重力;
(2)牵引力做的功;
(3)牵引力的功率。
30.为了优化东营市区位,构建大交通格局,市里组织编制了全市综合交通网中长期发展规划,其中东营高铁的建设对于优化区域路网布局,山东半岛城市群一体化发展和城镇化发展具有重大意义。图甲为高铁建设的施工现场,其中机械部分可以简化为图乙的简易滑轮组。起重机利用滑轮组将重5000N的混凝土一次性匀速提升到离地面4m处,起重机所用拉力为2000N,时间为20s,请计算这次提升混凝土过程中:
(1)提升混凝土的有用功;
(2)起重机做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)不计绳重及摩擦,使用该滑轮组匀速提升重8000N的混凝土时所用的拉力。
六、简答题
31.反思是一种良好的学习品质。在“动滑轮”实验中,小宁通过如图所示装置进行实验,得到结论:使用动滑轮匀速提升物体,竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为,即使不计摩擦和绳重,上述结论要成立,物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件,并予以证明。
七、综合题
32.小蒲是一个爱思考问题的学生,他看到一小区正在建造的楼房地基上有起重机在不停地吊起地面上的建筑材料,于是他查阅了起重机资料,下面是其中某一款塔式起重机简易示意图(如图甲),小蒲知道了塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装(动滑轮重、绳重及摩擦不计,g取10)。
(1)为保持平衡起重臂的长度越长的塔式起重机,配备的平衡重的质量应越 (选填“大”或小”)。
(2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图,滑轮a是 (选填“动滑轮”或“定滑轮”),若钢丝绳能承受的最大拉力为,则能吊起货物的质量不能超过 。
(3)若将重为的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m,再沿水平方向移动20m,则此过程克服重力做功是 J,钢丝绳做功 J。
(4)换用如图丙所示滑轮组,在需要考虑动滑轮重力的情形下,用5000N拉力F将重为8000N的物体匀速在5s时间内提升了0.5m,则该过程中拉力F所做功的功率为 。
《2025年1月23日初中物理作业》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
D
D
B
D
A
A
A
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
答案
C
C
C
D
D
ABD
ABD
1.D
【详解】洒水车在平直道路上匀速行驶并洒水作业的过程中,速度不变,高度不变,质量减小,导致动能减少,势能减少,机械能减少,故ABC错误,D正确。
故选D。
2.C
【详解】物体由于运动而具有的能量叫做动能;物体由于所处一定高度而具有的能量叫做重力势能;物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能;机械能包括动能和势能。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.D
【详解】AD .由图可知,作用在动滑轮上绳子段数n=2,不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦,拉力的大小
故A错误,D正确;
B.绳子自由端移动的距离
s绳=2s物=2×2m=4m
故B错误;
C.摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,由于物体A向左运动,因此A受到的摩擦力方向水平向右,故C错误。
故选D。
4.D
【详解】A.物体处于静止状态时,竖直方向受重力和摩擦力,二力平衡,因此受到墙壁对它竖直向上的摩擦力为10N,故A错误;
B.若物体匀速下滑的速度为0.2m/s,则其重力做功的功率为
故B错误;
C.物体在匀速下滑过程中,竖直方向受重力和摩擦力,二力平衡,因此受到墙壁对它竖直向上的摩擦力为10N,故C错误;
D.滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,保持25N的压力不变,则物体匀速上滑时,摩擦力仍为10N,方向竖直向下,重力为10N,方向竖直向下,物体受力平衡,则需竖直向上施加拉力为
故D正确。
故选D。
5.B
【详解】A.把封口的夹子松开,球内气体向外喷出,气球弹性形变变小,气球的弹性势能变小,故A不符合题意;
B.喷出的气体对外做功,内能减小,故B符合题意;
C.喷出的气体对外做功,内能减小,温度降低,热运动变慢,故C不符合题意;
D.喷出的气体对外做功,内能减小,温度降低,从外界吸热,故D不符合题意。
故选B。
6.D
【详解】A.根据功的原理,使用任何机械都不能省功,故A错误;
B.由图乙可知,提升物重G=10N时,滑轮组的机械效率,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率
解得动滑轮重力为,故B错误;
C.滑轮组的机械效率越高,说明有用功与总功的比值越大,拉力做功不一定少,故C错误;
D.由题知,利用滑轮组每次物体被提升的高度均为1m,提升动滑轮上升的高度也都是1m,不计绳重和摩擦,每次提升重物时,滑轮组做的额外功都为
故D正确。
故选D。
7.A
【详解】A.卫星通信是将信息加载到电磁波上,利用电磁波来传递信息,故A正确;
B.卫星上的太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置,而不是将电能转化为太阳能,故B错误;
C.当卫星运行到远地点时,距地球最远,其重力势能最大,动能应该最小,故C错误;
D.当它运动到近地点时,距地球最近,具有的重力势能最小,故D错误。
故选A。
8.A
【详解】A.排球在上升时,质量不变,速度减小,故动能减小;同时高度增加,故重力势能增加,所以该过程是动能转化为重力势能,故A符合题意;
B.苹果落下时,质量不变,速度增大,故动能增大;同时高度减小,故重力势能减小,所以该过程是重力势能转化为动能,故B不符合题意;
C.正在下落的瀑布,质量不变,速度增大,故动能增大;同时高度减小,故重力势能减小,所以该过程是重力势能转化为动能,故C不符合题意;
D.足球在水平草地上滚动时,质量不变,速度减小,高度不变,机械能减小,内能增大,所以该过程是机械能转化为内能,故D不符合题意
故选A。
9.A
【详解】做功的两个要素:一是要有力作用,二是要在力的方向上移动了距离。
A.人将货物从地面上搬起,人对货物有向上的支持力,且货物在支持力的方向移动了一段距离,则人对货物做了功,故A符合题意;
B.运动员举着杠铃不动,处于静止状态,杠铃在这个过程中,没有在手的支持力的方向移动距离,则人对杠铃没有做功,故B不符合题意;
C.学生背着书包静止站立在地面上等车,书包相对于该学生是静止的,书包没有在力的方向上移动距离,则学生对书包没有做功,故C不符合题意;
D.足球离开脚,在滚动的过程中,足球没有受到脚对其的作用力,所以人对足球没有做功,故D不符合题意。
故选A。
10.C
【详解】根据题意知道,拉力做的有用功
W有用=Gh
拉力做的总功
W总=Fs=F×3h=3Fh
斜面的机械效率
解得拉力
克服摩擦力所做的额外功
则摩擦力
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
11.C
【详解】AB.火箭升空时,燃料燃烧放出的热量大部分转化为火箭和神舟13号的机械能,还有部分能量用于克服阻力做功,故AB错误;
C.神舟13号加速上升,质量不变,速度增加,高度增加,所以动能和势能均增加,故C正确;
D.因为动能和势能均增加,所以不存在动能转化为重力势能,故D错误。
故选C。
12.C
【详解】ABC.由图可知,A为动力作用点,O为支点,F1的力臂为OC,F2的力臂为OD,F3的力臂为OA,故AB错误,C正确;
D.在阻力和阻力臂一定时,动力和动力臂成反比,由图可知,因为A为动力作用点,O为支点,故OA为最长的动力臂,因此在A点施力,当施力的方向与OA垂直时最省力,即与OA连线垂直的方向F3最小,故D错误。
故选C。
13.C
【详解】A.燃烧需要氧气,阻断空气后就会熄灭,故厨房油锅起火时可用锅盖盖灭,故A正确,不符合题意;
B.铁在潮湿的环境中容易生锈,菜刀用完后洗净擦干,减小了表面的水分,可以起到防锈作用,故B正确,不符合题意;
C.压强与压力和受力面积有关,将菜刀磨得锋利是为了增大压强,故C错误,符合题意;
D.瓶盖起子开瓶盖时动力臂大于阻力臂,可以省力,是省力杠杆,故D正确,不符合题意。
故选C。
14.D
【详解】A.10s内物体A移动的距离为
物体A受到的摩擦力为
10s内物体A克服与地面之间的摩擦力做的功是
故A错误;
B.由题意可知,10s内动滑轮在拉力F的方向上移动的距离为
10s内拉力F做的功是
故B错误;
C.拉力F的功率是
故C错误;
D.该装置中拉力F做的功为总功,A克服摩擦力做的功为有用功,所以机械效率为
故D正确。
故选D。
15.D
【详解】A.绳子和滑轮间的摩擦不计,由图知,滑轮组由2段绳子承担物重,所以A物体对绳子的拉力
由物体间力的作用是相互的可知,物体A受到的拉力为
FA'=FA=15N
此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动,则物体A受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,所以摩擦力的方向向左,其大小
f=FA'=15N
故A错误;
B.由于滑轮组承重绳子为2根,绳子端移动的速度v绳=2v动,B物体下落速度为
故B错误;
CD.当物体A向左运动时,由于物体A对水平面的压力和接触面的粗糙程度均不变,则物体A受到的摩擦力不变,方向向右,要使物体A向左做匀速直线运动,则向左拉物体A的力
F=f+FA'=15N+15N=30N
要使物体A向左做加速直线运动,则向左拉物体A的力F>30N,故C错误,D正确。
故选D。
16.ABD
【详解】A.小球从A点由静止开始下落,质量不变,高度降低、速度变大,所以小球的重力势能变小,动能变大,是重力势能转化为动能,故A正确;
B.在下落的过程中,小球克服空气的阻力做功,机械能转化为内能,所以小球在C点的机械能小于在B点的机械能,故B正确;
C.已知AB段和BC段的距离相等,且小球的重力一定,根据W=Gh可知,在AB段和BC段重力做的功相同,故C错误;
D.由题意知,小球在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度,AB和BC的距离相等,所以在BC段所用的时间小于在AB段所用时间,根据可知,重力做功相同的情况下,BC段的时间短,所以BC段重力做功的功率大,故D正确。
故选ABD。
17.ABD
【详解】AB.如图所示,滑轮组有3段绳子承担总重力,则动滑轮与重物40s内向上运动的距离为
重物的速度为
动滑轮所受的重力为
故AB正确;
CD.拉力F所做的有用功为
拉力F所做的总功为
所以拉力F的功率为
滑轮组的机械效率为
故C错误,D正确。
故选ABD。
18. 0.4 0
【详解】[1]不计空气阻力,则小球摆到最低点时,重力做功
[2]做功包括两个必要因素: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。绳子的拉力方向与小球的运动方向垂直,在拉力方向上没有移动距离,绳子的拉力做功为0J。
19. 等臂 不变
【详解】[1][2]定滑轮,轴的位置固定不动的滑轮,从本质上是等臂杠杆,不省力也不费力,他向右行走时,物件匀速上升,绳子拉力F将不变。
20. 0 30
【详解】[1]小车在水平方向上运动,在重力方向上没有移动距离,重力做功为0J。
[2]拉力做的功
W=Fs=60N×5m=300J
拉力做功的功率
21. 物体由于发生弹性形变而具有的能量 重力势能 弹性势能
【详解】[1][2][3]物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能,弹性形变越大弹性势能越大;物体由于所处高度而具有的能量叫做重力势能;重力势能和弹性势能统称为势能。
22. 减小 减小 小 6 1.2×104
【详解】[1][2]洒水车在水平路面上匀速洒水时,速度不变,但质量减小,则动能减小;高度不变,质量减小,则重力势能减小。
[3]由图象可知,牵引力与速度的倒数成正比,则牵引力与速度成反比,所以,车的速度越大,牵引力越小。
[4]由图象可知,当牵引力为2.4×103N时,,此时的速度v=5m/s,当牵引力为2×103N时,设此时洒水车的速度为v′,因牵引力与速度的倒数成正比,则牵引力与速度成反比,即牵引力与速度的乘积为一定值,所以可得
2.4×103N×5m/s=2×103N×v′解得:v′=6m/s。
[5]发动机的功率
P=F′v′=2×103N×6m/s=1.2×104W
23. 势能 动能
【详解】[1]“黄河远上白云间”表明黄河之水高高在上,具有一定的高度,从而表明黄河水蕴藏着大量的重力势能。
[2]“不尽长江滚滚来”说明长江之水在快速流动,具有较大的速度,从而表明长江水具有丰富的动能。
24. 480 54 88.9 40
【详解】[1]此过程中有用功
W有=Gh=240N×2m=480J
[2]绳子自由端移动的距离
s=nh=2×2m=4m
拉力做的总功
W总=Fs=135N×4m=540J
拉力的功率
[3]机械效率是
[4]克服动滑轮重所做的功
W动=G动h=20N×2m=40J
25. 100 300
【详解】[1]图乙装置中两个滑轮均为定滑轮,船桨重、绳重与摩擦均不计,人“划桨”一次,克服重物的重力做的功
W=Gh=mgh=20kg×10N/kg×0.5m=100J[2]由杠杆平衡条件可得
F×OB=G×OA即
F×40cm=20kg×10N/kg×60cm解得:F=300N。
26. 定滑轮的使用特点 使用定滑轮提起重物时,不能省力,但可以改变用力方向 使用定滑轮匀速提起相同钩码时,向各个方向的力都相等
【详解】[1]该图中的轮轴是固定的,是定滑轮;第一次单独用弹簧秤提起钩码,第二次是经过定滑轮拉起钩码,第三次是改变拉力的方向拉,所以这是验证定滑轮的使用特点。
[2]当匀速拉动钩码时,拉力与重力大小相等;由图(a)、(b)可知,这几种情况下拉力的大小相同,都等于钩码的重力;所以可以得出的结论是:使用定滑轮时不能省力,但可以改变力的方向。
[3]比较图中(b)、(c)图可知:力的方向不同,故得出的结论是:使用定滑轮时向各个方向的力都相等。
27. CADB 动力×动力臂=阻力×阻力臂
【详解】(1)[1]在研究杠杆平衡实验时,先组装好实验器材,把杠杆的中点支在架上,调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡(C);然后利用钩码进行实验,使杠杆在水平位置平衡(A);再改变力和力臂的数值,再做几次实验,并记录动力、动力臂、阻力、阻力臂的数值(D);最后求出实验中动力×动力臂和阻力×阻力臂的数值,根据所得结果研究杠杆在什么条件下平衡对数据(B)。综上可得,合理步骤顺序是:CADB。
(2)[2]“研究杠杆的平衡条件”实验结论是
动力×动力臂=阻力×阻力臂
28. 匀速上升 省力 改变力的方向 费距离
【详解】(1)[1]在分别使用两种滑轮提升钩码时,应沿竖直方向拉弹簧测力计,使钩码匀速上升,处于平衡状态,只有这样,弹簧测力计对绳子的拉力的大小才是不变的,弹簧测力计的示数不变,才能快速准确测出拉力的大小。
(2)[2]在实验(c)中,拉力
F=0.55N<G=0.98N
故使用动滑轮时省力。
(3)[3]比较图(a)(b),观察弹簧测力计拉力的方向,要向上提升物体,使用定滑轮可以向下拉绳子,施加向下的拉力,所以使用定滑轮的好处是改变用力的方向。
(4)[4]钩码升高高度都为0.2m时,(b)中测力计移动的距离为0.2m,(c)中测力计移动的距离为0.4m,故使用动滑轮费距离。
(5)[5]要使得绕线方式最省力,则承担物重的绳子股数要最多,图(d)中,承担物重的绳子股数最多为3,所以要从动滑轮上面的挂钩绕起,绕线方式如图所示
29.(1)2.5×104N;(2)2×106J;(3)5×103W
【详解】解:(1)小货车所受的重力
(2)牵引力做的功
(3)牵引力的功率
答:(1)小货车所受的重力为2.5×104N;
(2)牵引力做的功为2×106J;
(3)牵引力的功率为5×103W。
30.(1)2×104J;(2)1200W;(3)83.3%;(4)3000N
【详解】解:(1)提升混凝土的有用功为
(2)拉力所做的功,即为起重机所做的总功为
起重机做功的功率为
(3)滑轮组的机械效率为
(4)动滑轮的重力为
使用该滑轮组匀速提升重8000N的混凝土时所用的拉力为
答:(1)提升混凝土的有用功为2×104J;
(2)起重机做功的功率为1200W;
(3)滑轮组的机械效率为83.3%;
(4)用该滑轮组匀速提升重8000N的混凝土时所用的拉力为3000N。
31.见解析
【详解】由于动滑轮上有两段绳子,则在不计摩擦的情况下,绳子拉力为
则要满足竖直向上的拉力F小于物重G,即为
故G>G动。
32. 大 定滑轮 1000W
【详解】(1)[1]由杠杆的平衡条件可知
则由题意可知,、不变,越长,则越大,由可知,配备的平衡重的质量应越大。
(2)[2]由图乙可知,滑轮a固定不动,因此滑轮a为定滑轮。
[3]由图可知,绳子承重段数n为2,当动滑轮重、绳重及摩擦不计时,能吊起货物的重力
可知,能吊起货物的质量
(3)[4]克服重力做功
[5]绳子自由端移动的距离
因为动滑轮重、绳重及摩擦不计,所以钢丝绳的拉力
钢丝绳做的功
(4)[6]由图丙可知n'=2,绳子自由端移动的距离
拉力F所做功的功率为
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