精品解析:湖南省常德市武陵区2024-2025学年八年级下学期期末考试物理试题
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内容正文:
2025年上学期八年级物理试卷
时量:60分钟 分值:100分
班级:___________ 姓名:___________
第21题、22题要求写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。题中要求解答的物理量,必须写出数值和单位,只写数值而无单位的,不能得分。
一、选择题(每题3分,共36分)
1. 人用手抓住绳子提起一条鱼,鱼受到向上的拉力,这个拉力的施力物体是( )
A. 地球 B. 手 C. 绳子 D. 鱼
2. 如图,一只钢球从圆槽的顶端滑下,若滑到最低点(O点)时,钢球受到的一切外力同时消失,则钢球的运动路线是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
3. 如图所示茶杯静止在水平桌面上,下列哪对力属于平衡力( )
A. 桌子的重力与桌面对茶杯的支持力
B. 茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力
C. 茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力
D. 茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力
4. 如图所示,一个未装满水的瓶子,正立放置在水平桌面上时,瓶子对桌面的压强为p1,瓶底受到水的压力为F1;倒立放置时瓶子对桌面的压强为p2,瓶盖受到水的压力为F2。下列关系正确的是( )
A. p1<p2 F1>F2 B. p1>p2 F1<F2
C. p1<p2 F1<F2 D. p1>p2 F1>F2
5. 小辉在晚会上表演了一个节目,如图所示.他一只手握住胶管的中部,保持下半部分不动,另一只手抓住管的上半部,使其在空中快速转动,这时下管口附近的碎纸屑被吸进管中,并“天女散花”般地从上管口飞了出来.产生这一现象的原因是由于( )
A. 下管口空气流速大,导致下管口的压强大于上管口的压强
B. 下管口空气流速大,导致下管口的压强小于上管口的压强
C. 上管口空气流速大,导致上管口的压强大于下管口的压强
D. 上管口空气流速大,导致上管口的压强小于下管口的压强
6. 如图,将同一密度计分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中,它竖直立在液体中,如果密度计受到的浮力分别为F甲、F乙,液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。则( )
A. F甲=F乙 ρ甲>ρ乙 B. F甲=F乙 ρ甲<ρ乙
C. F甲<F乙 ρ甲<ρ乙 D. F甲<F乙 ρ甲>ρ乙
7. 现代农业利用喷药无人机喷洒农药,安全又高效,如图所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药.此过程中,喷药无人机的( )
A. 动能减小、重力势能减小
B. 动能减小、重力势能不变
C. 动能不变、重力势能减小
D. 动能不变、重力势能不变
8. 现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s。如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是( )
A. W甲>W乙>W丙 B. W甲<W乙<W丙
C. W甲=W乙=W丙 D. W甲=W乙<W丙
9. 将重为4N,体积为6×10﹣4m3的物体投入一个装有适量水的烧杯中,溢出200g水。当物体静止时,下列说法正确的是( )
A. 物体漂浮,F浮=2N B. 物体悬浮,F浮=4N
C. 物体沉在水底,F浮=2N D. 物体漂浮,F浮=4N
10. 如图所示,用甲、乙两种装置分别将重1N的物体匀速提升相同的高度,滑轮重0.2N,不计摩擦和绳重,所用的拉力分别是F甲和F乙,机械效率分别是η甲和η乙,则( )
A. F甲>F乙 B. F甲=F乙 C. η甲>η乙 D. η甲<η乙
11. 如图所示,四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中的不同深度处。以下说法正确的是( )
A. 甲球所受的浮力最小 B. 乙球所受的浮力最小
C. 丙球所受的浮力最小 D. 丁球所受的浮力最小
12. 如图所示,用滑轮提升重为G=100N的物体,使物体以0.2m/s速度上升(绳重和各种摩擦不计),已知动滑轮重G动=10N,则绳端拉力F和移动速度v的判断正确的是( )
A. 55N,0.1m/s B. 210N,0.1m/s
C. 55N,0.4m/s D. 210N,0.4m/s
二、填空题(每空2分,共18分)
13. 如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,弹簧测力计的示数___________,木块对桌面的压力___________,木块对桌面的压强___________。(均选填“变大“、“变小”或“不变”)
14. 轮船是采用增大___________的方法增大可利用的浮力:潜水艇是靠改变自身的________实现上浮和下沉的。
15. 一个箱子重为100N,放在水平地面上,受20N的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力为___________N。当水平推力增大到30N时,箱子恰好做匀速直线运动;当水平推力增大到40N时,箱子受到的摩擦力为___________N。
16. 如图是人抬独轮车车把时的简化示意图,此时独轮车相当一个______杠杆;若动力臂是阻力臂的3倍,物体和车总重G为1200N,则抬起车把的力F为________N.
三、作图与实验探究题(每图2分,每空2分,共28分)
17.
(1)请在图中画出动力F1的力臂L1。
(2)请在图中画出人拉重物上升,最省力的绕线方法。
18. 如图所示,用微小压强计探究液体内部压强的特点。甲、乙、丙三个烧杯中盛有不同密度的盐水,甲图中盐水的密度与丁图相同。探头在液体中的深度甲与乙相同,丙与丁相同。
(1)为使实验现象更明显,压强计U形管中的液体最好用______(选填“水”或“水银”);
(2)要探究液体压强与深度的关系,应选______ 两图;
(3)四个烧杯中,盐水密度最大的是______ 图。
19. 在做“探究物体的重力势能与哪些因素有关”的实验时,三个完全相同的木桩被从正上方由静止释放的铁块撞击后,陷入沙坑中的情况如图所示。
(1)在此实验中我们是通过___________来比较各个铁块重力势能的大小。
(2)若A、B两个铁块质量相同,则两个铁块下落的高度hA______ hB(选填“大于”“小于”或“等于”);
(3)若B、C两个铁块下落的高度相同,则两个铁块的质量mB_______mC(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)本实验可得出的结论是物体的重力势能的大小与物体的质量和_________有关。
20. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中,把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在图甲的位置。
(1)杠杆的位置如图甲所示,此时应调节杠杆两端的平衡螺母使其向_____(选填“左”或“右”)移动,使杠杆水平平衡;
(2)实验时应调节杠杆至水平位置平衡,这样做的好处是_____;
(3)如图乙,杠杆已平衡,若果在左右两侧各加挂一个钩码,杠杆的_____端会下降(左/右);
(4)利用如图丙所示装置进行实验,每个钩码重1N,杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为_____N。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数将_____(选填:“变大”“不变”或“变小”)。
四、计算题(每题9分,共18分)
21. 搬运工人在20s内用滑轮组将重为540N的重物匀速提升3m,所用拉力为200N,(不计摩擦及绳重)求:
(1)拉力做的功;
(2)拉力做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率;
22. 图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.4的速度匀速下降的情景。图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象(取水的密度为ρ=,g取)。求:
(1)长方体A的高度;
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力;
(3)长方体A的密度。
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2025年上学期八年级物理试卷
时量:60分钟 分值:100分
班级:___________ 姓名:___________
第21题、22题要求写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。题中要求解答的物理量,必须写出数值和单位,只写数值而无单位的,不能得分。
一、选择题(每题3分,共36分)
1. 人用手抓住绳子提起一条鱼,鱼受到向上的拉力,这个拉力的施力物体是( )
A. 地球 B. 手 C. 绳子 D. 鱼
【答案】C
【解析】
【详解】A.地球对鱼施加的力是重力,方向竖直向下,故A不符合题意;
B.手与鱼没有接触,对鱼没有力的作用,故B不符合题意;
C.绳子拴在鱼上,提起鱼时对鱼施加了向上的拉力,绳子是施力物体,故C符合题意;
D.鱼受到向上的拉力,鱼是这个拉力的受力物体,故D不符合题意。
故选C。
2. 如图,一只钢球从圆槽的顶端滑下,若滑到最低点(O点)时,钢球受到的一切外力同时消失,则钢球的运动路线是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【详解】钢球滑至最低点O时,其速度方向沿O的切线方向,此时钢球受到的一切外力同时消失,则钢球会沿O点的切线方向做匀速直线运动,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3. 如图所示茶杯静止在水平桌面上,下列哪对力属于平衡力( )
A. 桌子的重力与桌面对茶杯的支持力
B. 茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力
C. 茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力
D. 茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力
【答案】B
【解析】
【详解】A.桌子的重力与桌面对茶杯的支持力,这两个力作用在不同的物体上,大小也不同,不是一对平衡力,故A不符合题意;
B.茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力,这两个力满足了二力平衡的四个条件:等大、反向、共线、作用在同一物体上,所以是一对平衡力,故B符合题意;
C.茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力,这两个力作用在不同的物体上,方向也相同,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力,作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故D不符合题意。
故选B。
4. 如图所示,一个未装满水的瓶子,正立放置在水平桌面上时,瓶子对桌面的压强为p1,瓶底受到水的压力为F1;倒立放置时瓶子对桌面的压强为p2,瓶盖受到水的压力为F2。下列关系正确的是( )
A. p1<p2 F1>F2 B. p1>p2 F1<F2
C. p1<p2 F1<F2 D. p1>p2 F1>F2
【答案】A
【解析】
【详解】因为瓶对桌面的压力等于瓶和水的总重力,所以无论正放还是倒放,它们的总重力不变,即对桌面的压力不变,倒置后,瓶与桌面的接触面积小,故据可知,倒置后瓶对桌面的压强大,即p1<p2;正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力;倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压的是瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力,即F1>F2。故A正确,BCD错误。
故选A。
5. 小辉在晚会上表演了一个节目,如图所示.他一只手握住胶管的中部,保持下半部分不动,另一只手抓住管的上半部,使其在空中快速转动,这时下管口附近的碎纸屑被吸进管中,并“天女散花”般地从上管口飞了出来.产生这一现象的原因是由于( )
A. 下管口空气流速大,导致下管口的压强大于上管口的压强
B. 下管口空气流速大,导致下管口的压强小于上管口的压强
C. 上管口空气流速大,导致上管口的压强大于下管口的压强
D. 上管口空气流速大,导致上管口的压强小于下管口的压强
【答案】D
【解析】
【详解】流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小.由于在空中快速转动上半部,上管口附近的空气流动速度快,压强小;下管口附近的空气流动速度慢,压强大,纸片在压强差的作用下,被压进下管口进而被压出上管口在空中出现“天女散花”。
故选D。
6. 如图,将同一密度计分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中,它竖直立在液体中,如果密度计受到的浮力分别为F甲、F乙,液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。则( )
A. F甲=F乙 ρ甲>ρ乙 B. F甲=F乙 ρ甲<ρ乙
C. F甲<F乙 ρ甲<ρ乙 D. F甲<F乙 ρ甲>ρ乙
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】同一支密度计处于漂浮状态时,受到的浮力等于重力,两次的浮力相等。甲中的V排大,根据阿基米德原理,液体的密度就小。
故选B。
7. 现代农业利用喷药无人机喷洒农药,安全又高效,如图所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药.此过程中,喷药无人机的( )
A. 动能减小、重力势能减小
B. 动能减小、重力势能不变
C. 动能不变、重力势能减小
D. 动能不变、重力势能不变
【答案】A
【解析】
【详解】喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药.此过程中,无人机的速度不变,高度不变,质量变小,所以喷药无人机的动能减小、重力势能减小,故A符合题意,选项BCD不符合题意.
【点睛】根据影响动能和重力势能大小的因素判断动能和重力势能的变化是解题的关键.
8. 现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s。如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是( )
A. W甲>W乙>W丙 B. W甲<W乙<W丙
C. W甲=W乙=W丙 D. W甲=W乙<W丙
【答案】C
【解析】
【详解】由题意得,在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s。根据得,F在三种情况下做的功为
故C正确;故ABD错误。
故选C。
9. 将重为4N,体积为6×10﹣4m3的物体投入一个装有适量水的烧杯中,溢出200g水。当物体静止时,下列说法正确的是( )
A. 物体漂浮,F浮=2N B. 物体悬浮,F浮=4N
C. 物体沉在水底,F浮=2N D. 物体漂浮,F浮=4N
【答案】D
【解析】
【详解】由
得,物体的密度
则
所以物体在水中将漂浮;物体在水中受到的浮力
故D正确;ABC错误。
故选D。
10. 如图所示,用甲、乙两种装置分别将重1N的物体匀速提升相同的高度,滑轮重0.2N,不计摩擦和绳重,所用的拉力分别是F甲和F乙,机械效率分别是η甲和η乙,则( )
A. F甲>F乙 B. F甲=F乙 C. η甲>η乙 D. η甲<η乙
【答案】D
【解析】
【详解】AB.定滑轮不省力,而动滑轮省一半力。不计摩擦和绳重,使用定滑轮时
F乙=G=1N
使用动滑轮时
所以F甲<F乙,故AB不符合题意;
CD.不计绳重与摩擦,使用定滑轮时没有做额外功,即η乙=100%;而使用动滑轮时,要对动滑轮本身做额外功,即η甲<100%,所以η甲<η乙,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
11. 如图所示,四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中的不同深度处。以下说法正确的是( )
A. 甲球所受的浮力最小 B. 乙球所受的浮力最小
C. 丙球所受的浮力最小 D. 丁球所受的浮力最小
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,四个球排开水的体积V甲<V乙<V丙=V丁
由F浮=ρ水V排g可得,四个球受到的浮力F甲<F乙<F丙=F丁
故A正确,BCD错误。
故选A。
12. 如图所示,用滑轮提升重为G=100N的物体,使物体以0.2m/s速度上升(绳重和各种摩擦不计),已知动滑轮重G动=10N,则绳端拉力F和移动速度v的判断正确的是( )
A. 55N,0.1m/s B. 210N,0.1m/s
C. 55N,0.4m/s D. 210N,0.4m/s
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】图中是动滑轮的一种特殊使用方法,它的特点是费2倍的力却省一半的距离。
拉力
拉力端移动速度
故B正确,ACD错误。
故选B。
【点睛】本题考查的是动滑轮的特殊使用方法。我们只要用我们学到的有关于动滑轮的知识就可以很好的解答此题。
二、填空题(每空2分,共18分)
13. 如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,弹簧测力计的示数___________,木块对桌面的压力___________,木块对桌面的压强___________。(均选填“变大“、“变小”或“不变”)
【答案】 ①. 不变 ②. 不变 ③. 变大
【解析】
【详解】[1][2]在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,木块对桌面的压力始终等于木块的重力,所以不变,摩擦力大小与接触面积无关,所以摩擦力不变,因为弹簧测力计的拉力与摩擦力是平衡力,弹簧测力计示数不变。
[3]因为受力面积减小,根据压强的公式可知,木块对桌面的压强变大。
14. 轮船是采用增大___________的方法增大可利用的浮力:潜水艇是靠改变自身的________实现上浮和下沉的。
【答案】 ①. 排开液体的体积 ②. 重力
【解析】
【详解】[1]轮船是由钢铁制成的,把它做成空心的,增大了自身体积,可以排开更大体积的水,根据阿基米德原理可知,可以获得更大的浮力,所以,轮船是采用增大排开液体的体积的办法增大可以利用的浮力。
[2]在水中,潜水艇受到水的浮力和重力的作用,因为F浮=ρ水V排g,潜水艇的体积不变,排开水的体积不变,所以潜水艇受到水的浮力不变;把压缩空气压入潜水艇的压力舱,将海水排出,潜水艇自重G减小,当F浮> G时,潜水艇上浮;打开压力舱的阀门,让海水进入压力舱内,潜水艇自重G增大,当F浮<G时,潜水艇下沉;当F浮=G时,潜水艇悬浮,可以停留在任何深度;由此可见,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的。
15. 一个箱子重为100N,放在水平地面上,受20N的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力为___________N。当水平推力增大到30N时,箱子恰好做匀速直线运动;当水平推力增大到40N时,箱子受到的摩擦力为___________N。
【答案】 ①. 20 ②. 30
【解析】
【详解】[1]当箱子受20N的水平推力时,箱子未动,说明箱子处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与静摩擦力是一对平衡力,因此静摩擦力的大小等于推力大小等于20N。
[2]当水平推力增大到30N时,箱子恰好做匀速直线运动,所以此时滑动摩擦力与推力还是一对平衡力,滑动摩擦力大小等于30N,当水平推力增大到40N时,由于箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力不变,仍为30N。
16. 如图是人抬独轮车车把时的简化示意图,此时独轮车相当一个______杠杆;若动力臂是阻力臂的3倍,物体和车总重G为1200N,则抬起车把的力F为________N.
【答案】 ①. 省力 ②. 400
【解析】
【详解】由独轮车车把的简化示意图可知,独轮车在使用时动力臂大于阻力臂,所以它属于省力杠杆;根据图示可知,L1:L2= 3:1,根据杠杆平衡原理,FL1=GL2,.
三、作图与实验探究题(每图2分,每空2分,共28分)
17.
(1)请在图中画出动力F1的力臂L1。
(2)请在图中画出人拉重物上升,最省力的绕线方法。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
力臂为支点到力的作用线的距离,过支点O作动力F1的垂线,垂线段的长度为动力臂L1,如下图所示:
【小问2详解】
由滑轮组的特点可知,承重的绳子段数越多越省力,因此从动滑轮的挂钩开始依次绕绳,最后有三段绳承重,这种方法最省力,如下图所示:
18. 如图所示,用微小压强计探究液体内部压强的特点。甲、乙、丙三个烧杯中盛有不同密度的盐水,甲图中盐水的密度与丁图相同。探头在液体中的深度甲与乙相同,丙与丁相同。
(1)为使实验现象更明显,压强计U形管中的液体最好用______(选填“水”或“水银”);
(2)要探究液体压强与深度的关系,应选______ 两图;
(3)四个烧杯中,盐水密度最大的是______ 图。
【答案】 ①. 水 ②. 甲和丁 ③. 乙
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,采用了转换法。根据有
据此可知,在液体压强一定时,液体的密度越小,U形管中液面的高度差越大,为使实验现象更明显,压强计U形管中的液体最好用密度较小的水。
(2)[2]已知甲图中盐水的密度与丁图相同。液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,故要探究液体压强与深度的关系,要控制液体的密度相同,故应选甲和丁两图。
(3)[3]探头在液体中的深度甲与乙相同,丙与丁相同。由上图可知,乙、丙、丁三个图中U形管中液面的高度差相同,即液体产生的压强相同,根据有
因乙图中探头处的深度最小,故盐水的密度最大,即四个烧杯中,盐水密度最大的是乙图。
【点睛】本题探究液体内部压强的特点,主要考查转换法、控制变量法及的运用。
19. 在做“探究物体的重力势能与哪些因素有关”的实验时,三个完全相同的木桩被从正上方由静止释放的铁块撞击后,陷入沙坑中的情况如图所示。
(1)在此实验中我们是通过___________来比较各个铁块重力势能的大小。
(2)若A、B两个铁块质量相同,则两个铁块下落的高度hA______ hB(选填“大于”“小于”或“等于”);
(3)若B、C两个铁块下落的高度相同,则两个铁块的质量mB_______mC(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)本实验可得出的结论是物体的重力势能的大小与物体的质量和_________有关。
【答案】(1)木桩陷入沙坑的深度
(2)小于 (3)大于
(4)高度
【解析】
【小问1详解】
把铁块的重力势能转化成木桩陷入沙坑的深度来比较各铁块重力势能的大小的,这种研究问题的方法叫转换法。
【小问2详解】
根据观察图象可知B撞击木桩陷入沙坑的深度大,说明B重力势能大,A、B两铁块质量相等,则A下落的高度小于B。
【小问3详解】
根据观察图象可知B撞击木桩陷入沙坑的深度大,说明B重力势能大,B、C两个铁块下落的高度相同,则铁块B的质量大于铁块C的质量。
【小问4详解】
由(2)(3)可知,物体的重力势能的大小与物体的质量和高度有关。
20. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中,把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在图甲的位置。
(1)杠杆的位置如图甲所示,此时应调节杠杆两端的平衡螺母使其向_____(选填“左”或“右”)移动,使杠杆水平平衡;
(2)实验时应调节杠杆至水平位置平衡,这样做的好处是_____;
(3)如图乙,杠杆已平衡,若果在左右两侧各加挂一个钩码,杠杆的_____端会下降(左/右);
(4)利用如图丙所示装置进行实验,每个钩码重1N,杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为_____N。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数将_____(选填:“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 ①. 左 ②. 避免了杠杆重力对杠杆平衡的影响,同时便于测量力臂的长度 ③. 左 ④. 4.5 ⑤. 变大
【解析】
【详解】(1)[1]杠杆右端下沉,则杠杆重心在支点右侧,故杠杆重心应向左移,此时应调节杠杆两端的平衡螺母使其向左移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]实验时应调节杠杆至水平位置平衡,杠杆的重心在支点上,杠杆的重力力臂为0,避免了杠杆重力对杠杆平衡的影响,同时由于重力的方向竖直向下,根据力臂的定义,支点和力的作用点之间的距离即为力臂大小,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,便于测量力臂的长度。
(3)[3]如果再在左右两处各加挂一个钩码,则有
3G×3L>4G×2L
所以杠杆左端下沉。
(4)[4]设一格的长度为L,杠杆在水平位置平衡,则力F1的方向应竖直向下,由F1L1=F2L2得
1N×3×3L=F1×2L
解得:F1=4.5N。
[5]如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向拉,根据力臂的定义,动力臂变小,因阻力和阻力臂不变,为了保证杠杆在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件,其示数将变大。
四、计算题(每题9分,共18分)
21. 搬运工人在20s内用滑轮组将重为540N的重物匀速提升3m,所用拉力为200N,(不计摩擦及绳重)求:
(1)拉力做的功;
(2)拉力做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率;
【答案】(1)1800J;(2)90W;(3)90%
【解析】
【详解】(1)由图可知,绳子承担重物的段数n为3,物体提升的高度为3m,则绳子末端移动的距离为
则拉力做的总功
(2)拉力做功的功率
(3)物体克服重力做的有用功
则滑轮组的机械效率
答:(1)拉力做的功是1800J;
(2)拉力做功的功率是90W;
(3)滑轮组的机械效率是90%。
22. 图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.4的速度匀速下降的情景。图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象(取水的密度为ρ=,g取)。求:
(1)长方体A的高度;
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力;
(3)长方体A的密度。
【答案】(1)2m;(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)长方体入水时的路程等于高度,所以长方体的高度为
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力为
(3)当长方体浸没时,长方体体积等于浸入液体的体积,长方体的体积为
长方体的质量为
长方体的密度为
答:(1)长方体A的高度为2m;
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力为;
(3)长方体A的密度为。
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