内容正文:
2024-2025学年河南省商丘市民权实验中学八年级(下)期末物理试卷
一、单选题:本大题共6小题,共12分。
1.如图所示的牛拉碾子磨面时的情景。下列说法正确的是( )
A. 碾子在磨盘上受到的是滑动摩擦力
B. 碾子转动得越快,碾子的惯性越大
C. 碾子匀速转动时,处于平衡状态
D. 谷物被磨碎,说明力可以改变物体的形状
2.利用如图装置来探究“阻力对物体运动的影响”,让小车从斜面上由静止开始下滑,下列说法中正确的是( )
A. 实验中小车可以从斜面不同高度下滑进行探究
B. 小车从斜面上滑下时,重力势能全部转化为动能
C. 小车在水平木板上减速运动时,摩擦力大小不变
D. 通过该实验可直接得出牛顿第一定律
3.中国科技成就让世人瞩目。探月“嫦娥”、入海“蛟龙”、“天舟一号”、国产大飞机“C919”等对社会发展有重大影响的标志性成果不断涌现。下列说法正确的是( )
A. “嫦娥”探测器绕月匀速飞行时,运动状态不变
B. “蛟龙”潜水器在水面下下潜时,深度越深,所受浮力越大
C. “天舟一号”加速上升时,机械能保持不变
D. “C919”水平匀速飞行时,受平衡力的作用
4.如图所示,下列有关压强的描述正确的是( )
A. 图甲:大型客机飞行时机翼上表面空气流速大压强小
B. 图乙:安全锤做得很尖是为了减小受力面积,从而减小压强
C. 图丙:自制气压计从山脚拿到山顶,玻璃管中液柱随外界气压增大而升高
D. 图丁:向盛有刚沸腾的水的烧瓶底浇冷水,增大水面上方的气压从而降低水的沸点
5.图甲中小明做俯卧撑时的情境可抽象成图乙所示的杠杆。小明的重心在A点,地面对脚的力作用在O点,栏杆对手的力F作用在B点且始终与身体垂直。在小明的手臂逐渐伸直的过程中,下列说法正确的是( )
A. 力F始终小于小明所受重力 B. 力F可能等于小明所受重力
C. 力F先增大,再减小 D. 力F先减小,再增大
6.有着“世界工厂”之称的东莞,车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度,下列关于这个滑轮组工作的说法中,正确的是( )
A. 绳子自由端被拉了4m
B. 这个滑轮组能省距离
C. 这个滑轮组能省力
D. 这个滑轮组不仅能省力,还能省距离
二、多选题:本大题共2小题,共4分。
7.《物原》记载:“史佚始作辘轳。”如图,人们借助辘轳从井中汲水时,转动摇把,使绳子在轴筒上不断叠绕,从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的措施是( )
A. 增大桶内的水量 B. 增大水桶的重力
C. 增大转动的速度 D. 减小轴筒与轴之间的摩擦
8.如图所示,小宇从公园里的滑梯上滑下,在加速下滑的过程中,下列说法正确的是( )
A. 下滑时没有力对小宇做功
B. 小宇受到的重力与支持力是一对平衡力
C. 小宇的动能增加,机械能减少
D. 由于惯性,当他滑到滑梯底部时难以立即停下来
三、填空题:本大题共6小题,共14分。
9.“哪吒2”所创造的电影神话仍在续写,饺子导演用细节告诉我们:修仙也要讲科学。敖丙在深海中流泪,泪水向上流动。这是因为:眼泪比海水的密度______,眼泪在海水中受到的浮力______重力。
10.家庭聚会时,找不到开啤酒的起子,可采用如图所示的方法用勺子开酒瓶。勺子相当于______(选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆。开启后的瓶盖中间出现了凹陷,说明力可以使物体发生______。
11.如图(a),向一个空矿泉水瓶中倒入温水,晃动几下后将水倒出,迅速拧紧瓶盖,过一会儿发现水瓶扁了,这是由于______的作用;如图(b),剪掉瓶底并拧去瓶盖,打开吹风机,纸条“主动”钻进瓶口,这是由于空气中流速大的位置压强______。
12.如图,大藤峡船闸是国内目前规模最大、水头最高的单级船闸,由上下游两条引航道、上下两个闸首、一个闸室组成,其上、下游通航水位落差可达到40.25m。船闸工作时利用了______原理;某船过船闸时,在闸室内的水位匀速上升到40.25m高的过程中,该船的机械能______,排开水的重力______。(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
13.自从看了这个摘榴莲的视频,就再也不嫌榴莲贵了。如图所示,十几斤的榴莲从树上扔下来,接榴莲的让人看得一身冷汗。榴莲加速下落过程中,它的动能______(选填“增加”“减少”或“不变”),此过程重力对榴莲______(选填“做了功”或“不做功”)。由于榴莲外形独特,在超市买榴莲时,发现售货员用报纸将其包好,是为了______。
14.走路时,如果一只脚不小心踩到另一只脚上松开的鞋带,人容易向______(选填“前”或“后”)拌倒。如图所示,我们向两边拉扯鞋带,鞋帮就会收紧,这与简单机械中______(选填“杠杆”、“滑轮组”或“斜面”)的省力原理相同。
四、作图题:本大题共2小题,共4分。
15.如图所示,请画出撑开雨伞时,撑杆对伞骨作用力F的力臂l。
16.某运动员利用如图所示的滑轮组进行腿部力量训练,请画出滑轮组的绕线方式。
五、实验探究题:本大题共3小题,共18分。
17.小明发现木头在水中是漂浮的,而铁块在水中会下沉,他猜想浮力的大小与浸在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究,请你帮助他完成实验。
(1)选取体积相同、______不同的物体A和B分别浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较;
(2)按照实验思路依次进行如图所示的操作,从甲图中可知物体A所受的浮力为______N。观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为______N,并计算出物体B所受的浮力;
(3)分析实验数据,可得出初步结论:浮力的大小与浸没在液体中的物体密度______。
18.如图甲,小华用小球和木块来探究“动能大小与哪些因素有关”。
(1)本实验研究的动能是指______(填“小球”或“木块”)的动能;实验中是通过______来比较动能大小。
(2)甲实验中,若先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑,测出木块被撞击的距离为s1,接着他立即让同一小球从乙图斜面的2h高处由静止下滑,测出木块被撞击的距离为s2,则s1______s2(选填“大于”“小于”或“等于”)。完成图甲、乙所示的操作是为了探究动能大小与______的关系。
(3)得出正确的实验结论后,小华又用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度,由静止释放铁球并撞击同一木块,如图丙所示。木块被撞击后移动的情况是:质量不同的铁球将木块推动的距离______。(本小题铁球滚动时所受摩擦力忽略不计)
(4)在探究动能的大小与质量的关系时,小华又提出新的实验方案:在图甲实验器材的基础上,取走木块,让质量不等的小球从斜面同一高度由静止开始下滑,最终小球静止在水平长木板(设木板足够长),测出小球在木板上通过的距离,然后分析数据即可得出结论。你认为这种方案是______(选填“可行”或“不可行”)。
19.同学们用杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的若干钩码探究“杠杆的平衡条件”。
(1)调节杠杆水平平衡后,第1组同学按图甲进行实验,第2组同学按图乙进行实验,你认为实验更方便的是第______(选填“1”或“2”)组,理由是______;
(2)如图丙所示,小刚调节杠杆在水平位置平衡。然后在B点下方加挂一些钩码,在A点挂2个钩码后,杠杆在水平位置保持了平衡,若此时两边各去掉一个钩码,则杠杆______(选填“能”或“不能”)在水平方向保持平衡;
(3)保持所挂钩码位置不变,不断改变弹簧测力计的作用点,每次都使得杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计施加的动力F1与其力臂L1的图象如图丁所示。由图象可知,各个数据点与两坐标轴所围成的矩形的面积(如图丁中阴影部分)是______(选填“相等”或“不等”)的,由此可以得到结论是:______;
(4)在生活中,杠杆是有自重的,当支点不在杠杆的中点时,杠杆也会平衡。如图戊所示,已知弹簧测力计的示数为2N,杠杆恰好平衡,则杠杆自身受到的重力为______N;
(5)根据得到的结论,请推断:行路者(如图己)用一根木棒挑着包袱向前赶路,木棒可以看成以肩膀为支点的杠杆,为了减小手部用力,可行的操作是______。为了减小对肩部的压强,可以用______(选填“扁平”或“细圆”)的木棍。
六、计算题:本大题共1小题,共9分。
20.如图甲所示为工人使用升降平台清洗高空玻璃幕墙的情景。升降平台结构简图如图乙所示,吊篮由电动机控制升降,吊篮和两动滑轮总重为800N,静置在水平地面时,吊篮与地面的接触面积是5000cm2。某次吊升过程中,吊篮在20s内匀速上升了5m,两名工人及清洗工具的总重为2000N。不计绳重和摩擦,求:
(1)两名工人带清洗工具进入吊篮,电动机对绳子的拉力为零时,此吊篮对水平地面的压强;
(2)本次吊升过程中自由端的拉力为多大?
(3)本次吊升过程中平台的机械效率。(用百分数表示,结果保留两位有效数字)
七、综合题:本大题共1小题,共9分。
21.福船的出现为我国乃至世界航海史写下了璀璨的一页。南京静海寺《郑和残碑》记载:“永乐三年,将领宫军乘架二千料海船并八橹船……。”经学术界考证,二千料海船就是福船。福船满载时,船和货物的总质量可达1170吨,吃水深度3.9米。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)当该仿古福船从海上驶入长江时,由于江水的密度小于海水的密度,由阿基米德原理可知,船排开水的体积会变______一些。
(2)吃水深度3.9米时,该处受到海水的压强是多少?
(3)福船满载时受到海水的浮力是多少?
(4)船满载时排开海水的体积。
1.【答案】
【解析】解:A、碾子在磨盘上滚动受到的是滚动摩擦力,故A错误;
B、惯性只与物体的质量有关,与物体的速度无关,所以碾子的质量不变,碾子的惯性不变,故B错误;
C、碾子匀速转动时,其运动方向不断发生改变,处于非平衡状态,故C错误;
D、谷物在力的作用下被磨碎,说明力可以改变物体的形状,故D正确。
故选:D。
(1)一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫滚动摩擦力;
(2)惯性只与物体的质量有关,质量大的物体惯性大,而与物体的运动状态无关;
(3)平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态;
(4)力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态。
本题考查摩擦力的分类、惯性大小影响因素的认识、平衡状态的判断以及力的作用效果,属于基础性题目。
2.【答案】
【解析】解:A、为了使小车到斜面底端的初速度相同,需要小车从同一斜面的同一高度开始静止下滑,故A错误;
B、小车与斜面之间摩擦,小车下滑时,克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,重力势能没有全部转化为动能,故B错误;
C、小车在水平木板上减速运动时,压力不变,接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变,故C正确;
D、牛顿在总结伽利略等科学家研究成果的基础上,通过科学的推理总结出了牛顿第一定律,故D错误。
故选:C。
(1)根据控制变量法,需要控制小车下滑到斜面底端的初速度相同;
(2)小车与斜面之间摩擦,小车下滑时,克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能;
(3)摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关;
(4)牛顿第一定律是在实验的基础上,通过进一步推理得出的。
本题考查了斜面小车实验、机械能的转化,属于典型题。
3.【答案】
【解析】解:A、“嫦娥五号”探测器在绕月球做匀速圆周运动时,运动方向在不断发生变化,故其运动状态发生改变,故A错误;
B、“蛟龙”潜水器下潜时,海水的密度不变,排开的海水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ海水gV排可知,所受的浮力不变,故B错误;
C、“天舟一号”加速上升过程中,质量不变,速度变大,高度变大,所以动能、重力势能都变大,也就是机械能变大,故C错误;
D、“C919”水平匀速飞行时,处于平衡状态,所以受平衡力作用,故D正确。
故选:D。
(1)物体运动状态的改变,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化;
(2)根据阿基米德原理分析浮力的变化;
(3)动能和势能合称机械能。动能影响因素是质量和速度,重力势能的影响因素是质量和所在高度;
(4)物体受平衡力时处于静止或匀速直线运动状态。
本题考查运动和静止的相对性、平衡状态的判断以及机械能的有关知识,难度不大。
4.【答案】
【解析】解:A、大型客机飞行时机翼上表面空气流速大,压强小,下表面流速小压强大,产生向上的升力,故A正确;
B、安全锤做得很尖是在压力一定时,减小受力面积,从而增大压强,故B错误;
C、自制气压计瓶内压强等于外界大气压加上水柱的压强,从山脚拿到山顶,大气压减小,内部压强几乎不变,因而水柱升高,说明玻璃管中液柱随外界气压减小而升高,故C错误;
D、向盛有刚沸腾的水的烧瓶底浇冷水,使得内部水蒸气液化,内部压强减小,减小了水面上方的气压从而降低水的沸点,故D错误;
故选:A。
(1)流体压强与流速的关系:流体中流速大的位置压强小;
(2)增大压强的方法是增大压力或减小受力面积;
(3)自制气压计的原理是瓶内压强等于外界大气压加上水柱的压强;
(4)液体的沸点随气压的减小而降低。
本题考查改变压强的方法、流体压强、大气压的测量和液体沸点与气压关系,属于综合题。
5.【答案】
【解析】解:小明的重心在A点,重力是阻力,地面对脚的力作用在O点,是支点,栏杆对手的力F作用在B点且始终与身体垂直,则动力臂始终等于OB的长。在小明的手臂逐渐伸直的过程中,阻力臂会减小,而动力臂和阻力大小不变,根据杠杆的平衡条件知,动力变小,且动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故动力小于阻力,小于人体的重力。
故选:A。
根据杠杆平衡条件,结合阻力不变,动力臂大小不变,根据阻力臂的变化分析解答。
本题考查杠杆平衡条件的应用,属于中档题。
6.【答案】
【解析】解:AB、由图知,承担物重的绳子股数n=3,拉力端移动距离:s=3h=3×2m=6m,所以使用该滑轮组费距离,故AB错误;
C、使用图中滑轮组时,由3股绳子承担重物和动滑轮重,所以省力,故C正确;
D、使用滑轮组时,省了力,肯定要费距离,故D错误。
故选:C。
(1)由图知,承担物重的绳子股数n=3,拉力端移动距离s=3h;
(2)使用滑轮组能否省力,取决于所用拉力大小与提升的物重大小关系,若拉力小于物重,是省力;
(3)使用任何简单机械,只要省力必定费距离。
本题考查了使用滑轮组时拉力端移动距离的计算、滑轮组的特点、使用滑轮组省力但费距离,属于基础题目。
7.【答案】
【解析】解:
A、增大桶内的水量,有用功会变大,桶的重力不变,额外功不变,根据η==可知,机械效率会变大,故A正确;
B、增大水桶的重力,在水的重力不变的情况下,有用功不变,额外功变大,根据η==可知,机械效率会变小,故B错误;
C、根据η==可知,增大转动的速度不会改变机械效率的大小,故C错误;
D、减小轴筒与轴之间的摩擦,可以减少额外功,根据η==可知,机械效率会变大,故D正确。
故选:AD。
根据影响动滑轮机械效率的因素进行分析和解答,应尽量增大有用功或减小额外功。
本题考查了增大或减小机械效率的方法,解题的关键是熟练掌握机械效率的概念。
8.【答案】
【解析】解:A、沿着斜面下滑的过程中,小宇受到重力的作用,且在力的方向上通过了距离,故重力对小宇做功,因此A错误;
B、小宇受到的重力的方向竖直向下,支持力延滑梯面垂直向上,两个力方向不在同一直线,故不是平衡力,故B错误;
C、小宇从滑梯上加速滑下的过程中,速度增加,动能增大,克服摩擦做功,部分机械能转化成了内能,机械能变小,故C正确;
D、小宇原来是运动的,当他滑到滑梯底部时,由于惯性仍保持原来的运动状态,所以难以立即停下来,故D正确。
故选:CD。
解答此题从以下知识点入手:
(1)平衡力需大小相等方向相反在同一直线上作用在同一物体;
(2)有力作用在物体上,物体在力的方向上通过距离,则力做功;
(3)物体保持运动状态不变的性质叫惯性,惯性是物体的一种属性,一切物体都有惯性;
(4)重力势能的影响因素是质量和高度,动能和势能之和为机械能。
此题主要考查惯性,做功的判断,能量的转化,包括动能、重力势能的变化或机械能的转化等,属于基础知识。
9.【答案】
【解析】解:物体的密度小于液体的密度,物体上浮,所受浮力大于自身重力。
敖丙在深海中流泪,泪水向上流动。这是因为:眼泪比海水的密度小,眼泪在海水中上浮,受到的浮力大于重力。
故答案为:小;大于。
物体的密度小于液体的密度,物体上浮,所受浮力大于自身重力。
本题考查浮沉条件的有关知识,是一道综合题。
10.【答案】
【解析】解:(1)使用勺子开瓶盖时,勺子的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;
(2)力的作用效果包括改变物体的运动状态和改变物体的形状,当开启后的瓶盖中间出现凹陷,是瓶盖在力的作用下发生了形状的变化,这表明力可以使物体发生形变。
故答案为:省力;形变。
根据杠杆分类:动力臂大于阻力臂为省力杠杆,等于为等臂杠杆,小于为费力杠杆;可知勺子属于费力杠杆;
开启后的瓶盖中间出现凹陷,说明瓶盖的形状发生了变化,这表明力可以使物体发生形变。
本题考查杠杆的分类及力的作用效果。
11.【答案】
【解析】解:如图(a),向一个空矿泉水瓶中倒入温水,晃动几下后将水倒出,迅速拧紧瓶盖,瓶内的空气温度降低收缩,瓶内的气压减小,在外面大气压的作用下,过一会儿发现水瓶扁了;如图(b),剪掉瓶底并拧去瓶盖,打开吹风机,纸条“主动”钻进瓶口,这是由于空气中流速大的位置压强小。
故答案为:大气压;小。
根据大气压存在的实例进行分析;
在流体中,流速越大的位置,压强越小。
本题考查的是大气压存在的实例;知道流体的压强与流速的关系。
12.【答案】
【解析】解:
(1)船闸的工作原理是连通器原理。连通器是指上端开口,底部相连通的容器,当连通器内盛有同一种液体,且液体不流动时,各容器液面保持相平。船闸通过闸室分别与上下游构成连通器来实现船只的升降。
(2)船在闸室内的水位匀速上升,船的质量不变,速度不变,动能不变;船的高度升高,重力势能变大。机械能等于动能与势能之和,所以机械能变大。
(3)船始终漂浮在水面上,根据阿基米德原理F浮=G排,且漂浮时F浮=G船,船的重力不变,所以浮力不变,那么排开水的重力G排也不变。
故答案为:连通器;变大;不变。
(1)上端开口,底部连通的容器叫连通器,船闸属于连通器;
(2)重力势能的大小由质量和高度决定,质量越大、高度越高,重力势能越大,机械能等于动能和势能之和;
(3)由阿基米德原理和物体漂浮条件可知船其排开水的重力的变化情况。
本题考查船闸的工作原理、机械能的变化、阿基米德原理和物体浮沉条件,难度不大。
13.【答案】
【解析】解:榴莲加速下落过程中,榴莲的质量不变,速度变大,故其动能变大;
重力方向竖直向下,榴莲在竖直方向运动了一段距离,故榴莲受到的重力做了功;
用报纸包好榴莲,是增大了榴莲与手的接触面积,即在手受到压力不变的时候,增大了手的受力面积,所以减小了榴莲对手的压强,减轻了手的痛感。
故答案为:增加;做了功;减小压强。
动能的影响因素是质量和速度;
沿力方向有距离力对物体做功;
压强的影响因素是压力和受力面积。
本题考查了动能、做功、压强比较综合。
14.【答案】
【解析】解:走路时,一只脚不慎踩住了另一只脚上松开的鞋带,另一只脚不能运动,而人的上半身由于惯性还要继续向前运动,所以人容易向前摔倒。定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组,穿好的鞋带两端向两边拉扯,鞋帮就会收紧,达到省力的效果,这与简单机械中滑轮组的省力原理相同。
故答案为:前;滑轮组。
惯性是物体保持原来状态不变的一种性质;一切物体都有惯性。
定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组.使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向,但要费距离。
本题考查了滑轮组的特点和惯性,属于基础题。
15.【答案】
【解析】力臂是支点到力的作用线的距离,先确定支点,然后根据力的方向画出力的作用线,再过支点画力的作用线的垂线,支点到垂足的距离,即为所求作的力臂。
本题考查了力臂的画法,属于基础题目。
16.【答案】
【解析】滑轮组绳子的绕法有两种:
一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,然后再绕过下面的动滑轮再向上绕到定滑轮上,依次反复绕,这种绕法有偶数段绳子承担物重;
二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,然后再绕过上面的定滑轮再向下,依次反复绕,这种绕法有奇数段绳子承担物重。
对于滑轮组的组装与绕线方法,要看清题目的每一个要求,灵活运用,不能死记硬背省力的绕线方法。
17.【答案】
【解析】(1)因猜想浮力与物体密度有关,故应选择密度不同的物体进行实验。
(2)从甲图中可知物体A所受的浮力为
F浮=F1-F2=3N-1.8N=1.2N
从乙图中可知,测力计分度值0.2N,物体B所受的拉力为2.8N。
(3)由图乙可知,物体B所受的浮力为:F′浮=4N-2.8N=1.2N
由甲、乙图可知,体积相同,密度不同的物体,受到的浮力相同,故浮力的大小与浸没在液体中的物体密度无关。
故答案为:(1)密度;
(2)1.2;2.8;
(3)无关
(1)猜想浮力与物体密度有关,要改变液体的密度大小。
(2)由甲图,根据称重法测浮力得出物体A所受的浮力;从乙图确定测力计分度值,得出物体B所受的拉力大小;
(3)由图乙可知物体B所受的浮力大小,分析甲、乙图得出结论。
本题研究浮力的大小与浸在液体中的物体的密度有关,考查对操作过程的理解及称重法测浮力。
18.【答案】
【解析】(1)由图可知,小球从斜面滚下,将木块推得越远,动能就越大,通过木块在水平面上被撞击的距离来反映动能的大小;
实验中,研究的动能是指在水平面上,撞击木块时小球的动能;
(2)由图甲乙可知,质量相同的小球从不同高度滚下,速度不相同,速度大的将木块推得较远,s1<s2,乙动能较大,此实验为了研究动能大小与速度的关系;
(3)用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,由于弹簧的压缩程度相同,则具有的弹性势能相同,转换成的动能相同,所以推动木块移动的距离也相同;
(4)改变后的装置是通过观察小球滑行到静止的距离大小来判断出小球的动能的大小,把小球的动能转化为克服摩擦力做功,摩擦力相同时,距离越远,动能越大,在探究动能的大小与质量的关系时,控制速度相同,质量不同,但质量不同的小球在相同的表面上,阻力不同,所以实验不可行。
故答案为:(1)小球;木块移动的距离;(2)小于;速度;(3)相同;(4)不可行。
(1)小球动能大小不能直接观察,而是通过小球推动木块运动距离来反映;
小球动能的大小是指撞击木块时的动能;
(2)动能的决定因素有两个:质量和速度,要利用控制变量法去研究,研究与速度关系时要保证质量相同,速度不同;研究与质量关系时,要保证速度相同,质量不同;
小球在运动过程中要克服摩擦力做功,机械能转化为内能,据此进行分析;
(3)根据动能大小通过什么体现来分析;铁球的动能是弹簧的弹性势能转化来的,根据弹性势能的改变来分析动能大小;
(4)改变后的装置是把小球的动能转化为克服摩擦力做功。
解决此类问题,关键要理解两种方法在实验中的应用,即控制变量法和转换法,明确影响动能大小的两个因素,这是我们必须熟知的基本知识。
19.【答案】
【解析】(1)甲图中两个力作用在竖直方向,当杠杆水平位置平衡时,杠杆与这两个力互相垂直,故支点到这两个力作用线的垂线的长度就是杠杆上支点到力的作用点的长度,可以从杠杆上直接读出力臂。
乙图中弹簧测力计斜着拉杠杆,这个力不与杠杆相互垂直,力臂不能从杠杆上直接读出,故低1组操作更方便。
(2)假设每个钩码的重力为G,杠杆每小格的长度为L,两边各去掉一个钩码后,
则在B端有GBLB=2G×2L=4GL
在A端有GALA=G×3L=3GL
则GALA≠GBLB,不满足杠杆平衡条件,故不能平衡。
(3)由图像可知,各个数据点与两坐标轴所围成的矩形的面积是相等的。
每次面积相等,说明在阻力和阻力臂不变的情况下,虽然每次实验中动力与动力臂的大小会发生改变,但是每次实验中动力与动力臂的乘积不变,故杠杆的平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
(4)假设每个钩码的重力为G,杠杆每小格的长度为L,杠杆的重心位置在离支点3小格处,弹簧测力计在离支点6小格处,根据杠杆的平衡条件可得
(5)根据杠杆的平衡条件可知,手部提供的力可以表示为,在阻力不变时,要减小手部用力,可以减小l2或增大l1,即可以把手向前移动、将包袱靠近肩膀、将扁担向前移等方式。
在压力不变的情况下,可以采取增大受力面积的方式,减小压强,扁平木棍与细圆木棍相比,扁平木棍受力面积更大,故选扁平木棍时,可以减小肩部压强。
故答案为:(1)1;甲图便于测量力臂;
(2)不能;
(3)相等;动力×动力臂=阻力×阻力臂;
(4)4;
(5)将手适当向人的前方移动或将包袱向靠近肩部的方向移动;扁平。
(1)甲图中两个力作用在竖直方向,当杠杆水平位置平衡时,杠杆与这两个力互相垂直,这两个力的力臂可以从杠杆上直接读出.
乙图中弹簧测力计斜着拉杠杆,这个力不与杠杆相互垂直,力臂不能从杠杆上直接读出,据此分析。
(2)根据杠杆的平衡条件分析。
(3)由图像可知,各个数据点与两坐标轴所围成的矩形的面积是相等的。
杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
(4)根据杠杆的平衡条件分析,得出杠杆自身受到的重力。
(5)根据杠杆的平衡条件可知,减小手部用力,可以减小l2或增大l1,即可以把手向前移动、将包袱靠近肩膀、将扁担向前移等方式。
在压力不变的情况下,可以采取增大受力面积的方式,减小压强。
本题探究杠杆的平衡条件实验,掌握杠杆的平衡公式是关键。
20.【答案】
【解析】(1)工人带工具进入吊篮,电动机对绳子的拉力为零时,吊篮对水平地面的压力大小等于吊篮和两动滑轮总重、工人和工具的总重力大小,即F压=G总=800N+2000N=2.8×103N,
吊篮对水平地面的压强为:
;
(2)由图乙可知,动滑轮上绳子股数n=4,不计绳重和摩擦,自由端的拉力为:;
(3)电动机做的有用功为:
W有=Gh=2000N×5m=104J,
自由端移动的距离s=nh=4×5m=20m,
电动机做的总功:
W总=Fs=700N×20m=1.4×104J,
则本次吊升过程中平台的机械效率为:
。
答:(1)两名工人带清洗工具进入吊篮,电动机对绳子的拉力为零时,此吊篮对水平地面的压强为5.6×103Pa;
(2)本次吊升过程中自由端的拉力为700N;
(3)本次吊升过程中平台的机械效率为71%。
(1)工人带工具进入吊篮,电动机对绳子的拉力为零时,吊篮对水平地面的压力大小等于吊篮和两动滑轮总重、工人和工具的总重力大小,根据p=求吊篮对水平地面的压强;
(2)根据滑轮组装置确定绳子股数,不计绳重和摩擦,利用F=(G+G动+篮)求出自由端的拉力;
(3)根据W有=Gh求出电动机做的有用功,根据s=nh算出自由端移动的距离,由W=Fs算出电动机做的总功,利用η=求出本次吊升过程中平台的机械效率。
本题考查了做功公式、压强公式、机械效率公式、滑轮组绳子拉力公式的综合应用。
21.【答案】
【解析】(1)当仿古福船从淡水中驶入海水中时,浮力始终等于重力,重力不变,船受到的浮力将不变,由于江水的密度小于海水的密度,由阿基米德原理可知,排水体积会变大。
(2)船体某处离水面3.9m,该处受到海水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.9m=3.9×104Pa
(3)福船所受重力G=mg=1170×103kg×10N/kg=1.17×107N
漂浮时,浮力等于重力,故受到的浮力
(4)福船满载时排开水的体积。
故答案为:(1)大;
(2)吃水深度3.9米时,该处受到海水的压强是3.9×104Pa;
(3)福船满载时受到海水的浮力是1.17×107N;
(4)船满载时排开海水的体积为1170m3。
(1)当仿古福船从淡水中驶入海水中时,浮力始终等于重力,重力不变,船受到的浮力将不变,由于江水的密度小于海水的密度,由阿基米德原理可知排水体积变化。
(2)船体某处离水面3.9m,根据p=ρgh得出该处受到海水的压强;
(3)根据G=mg得出福船所受重力,漂浮时,浮力等于重力;
(4)根据阿基米德原理得出福船满载时排开水的体积。
本题考查浮力和压强的有关知识,是一道综合题。
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