内容正文:
八年级物理下册期末测试卷
满分:70分考试时间:60分钟
一、填空题(共6小题,共14分)
1. 居家拖地时,拖把杆发生弯曲,说明力可以改变物体的_________;拖地时手紧握杆增大摩擦力,摩擦力方向与拖把滑动方向_________。
2. 生物课学习鱼的结构:鱼依靠鱼鳔调节自身体积改变_________实现上浮下沉;鱼游动时向后划水向前游,利用物体间力的作用是_________;深海鱼捕捞上岸内脏破裂,是因为海水深度越小,液体压强越_________。
3. 小区升降电梯匀速载居民上楼,居民的动能_________,重力势能_________(均选填“变大、变小、不变”)。
4. 同一实心金属块分别浸没在水、盐水两种液体中,金属块受到的浮力大小_________;若将金属块切成体积相等的两半,取其中一块完全浸没在水中,浮力变为原来的_________;漂浮在盐水上的木块,浮力_________自身重力。
5. 用扳手拧螺丝,手握扳手末端更容易拧紧,说明力的_________影响力的作用效果;扳手本质是_________杠杆。
6. 重60N物体放在水平桌面,受到10N水平向右拉力匀速直线运动,物体受到滑动摩擦力为_________N;撤去拉力后物体减速滑行,摩擦力大小_________。
二、选择题(共8小题,总计16分;7~12单选每题2分;13、14双选每题2分,全对得分,错选、漏选不得分)
7. 下列关于力与运动说法正确的是( )
A. 物体不受力一定静止 B. 力是维持物体运动的原因
C. 匀速转弯的物体受力不平衡 D. 速度越大惯性越大
8. 物理兴趣小组同学对如图所示的实验现象进行了讨论,下列说法正确的是( )
A. 甲图,压强计的U形管左右液面高度差可以准确测出液体压强大小
B. 乙图,杯口的纸片和杯中的水不会掉下的原因是纸片受到了大气压的作用
C. 丙图,通过比较手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与受力面积有关
D. 丁图,往纸片中间吹气,纸片靠拢,说明流体中流速越大的地方压强越大
9. 水平桌面上放有两个相同的烧杯甲和乙,分别装有、两种不同液体。将两个相同的柱形固体放在两种液体中,静止时如图所示,且液面相平。则下列说法正确的是( )
A. 两烧杯中柱形固体排开液体的质量不相等
B. A液体对烧杯底的压强大于B液体对烧杯底的压强
C. 烧杯甲对桌面的压强等于烧杯乙对桌面的压强
D. A液体对柱形固体底部的压力等于B液体对柱形固体底部的压力
10. 实验室配制浓盐水与清水,将相同鸡蛋先后放入两杯液体,鸡蛋在清水中沉底,盐水中漂浮,下列判断错误的是( )
A. 盐水密度大于清水密度 B. 鸡蛋漂浮时浮力等于重力
C. 沉底时鸡蛋不受浮力 D. 两种情况下鸡蛋排开液体质量不等
11. 关于功、功率、机械效率,说法正确的是( )
A. 做功越多功率越大 B. 功率越大做功越快
C. 机械效率越高功率越大 D. 省力机械机械效率一定高
12. 简单机械使用场景,不能省力的是( )
A. 瓶盖起 B. 定滑轮 C. 斜面 D. 动滑轮
13. 下列现象利用大气压强的是( )
A. 吸盘挂钩吸附墙面 B. 拦河坝下宽上窄
C. 吸管吸取饮料 D. 潜水服抗压设计
14. 一个小球从高处自由下落再弹起,不计空气阻力,全过程机械能变化分析正确的是( )
A. 下落时重力势能转化为动能 B. 落地撞击地面时机械能总量不变
C. 上升过程动能减小,重力势能增大 D. 最高点动能、重力势能均最大
三、作图题(共2小题,每题2分,共4分)
15. 一块重为100N的砖被的压力压在竖直的墙壁上且处于静止状态,如图所示。请你画出砖块所受摩擦力的示意图。
16. 在图中画出使杠杆静止在图示位置的最小动力F1。
四、实验探究题(共3小题,总计18分)
17. 探究影响滑动摩擦力大小的因素实验时,小明做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)实验前,需要对弹簧测力计在______方向上调零。
(2)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做______运动。甲实验中,如果将水平拉力增大到3N,A受到的滑动摩擦力大小为______N。
(3)小明通过甲、丙两实验可得到结论是:_________。下列现象中利用了该结论的是_______(选填字母)。
A.体操运动员在手上涂镁粉
B.刹车时用力捏自行车的手闸
C.移动很重的石块时,在地上铺设滚木
(4)实验结束后,小明在甲的基础上设计了丁实验,丁实验中A水平运动时所受滑动摩擦力_______甲实验中A所受滑动摩擦力(选填“>”“=”或“<”)。
18. 小明用如图所示的装置研究“液体内部压强”:
(1)如图甲所示,使用液体压强计前,先用手指轻压探头的橡皮膜,若U形管两侧液面的高度差变化明显,说明压强计的__________良好,可以正常使用。
(2)比较图乙和图丙可知,液体内部压强随__________的增加而增大,因此拦河大坝应设计成__________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(3)若将液体压强计的探头放入图丁的液体a中,发现丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,则液体a的密度为__________。
(4)相同情况下,U形管中液体的密度越__________,两侧液面的高度差变化越明显。
(5)1648年物理学家帕斯卡做了著名的“帕斯卡裂桶实验”,如图戊所示,实验中帕斯卡只用了几杯水就让装满水的木桶向四周裂开,图中__________(选填“乙”、“丙”、“丁”中的两个)两幅图对比可以解释这个现象。
19. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆在图甲所示的位置静止,接下来应将杠杆两端的平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)移动,使杠杆在水平位置平衡,其目的是__________;
(2)如图乙所示,用弹簧测力计在点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,要使杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将会逐渐变__________,这是因为__________。
(3)图丙为科技小组制作的“杠杆力臂演示仪”,杠杆AOB可绕O点(螺母)转动,,,,杠杆自身重力和摩擦不计,固定装置未画出。
①当杠杆处于丙图所示水平位置平衡时,的重力为__________N。
②松开螺母保持OA不动,使OB向下折一个角度后,再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆(点对应B点),保持位置不变,要使杠杆在图丁位置保持平衡,则应该移动到__________(选填“①”“②”或“③”)处。
五、综合应用题(共2小题,总计18分)
20. 如图所示的履带式推土机,其发动机的额定功率为120kW,质量为2.0×104kg,履带与地面的总接触面积为1.25m2。取g=10N/kg。求:
(1)推土机的重力;
(2)推土机静止时对水平地面的压强;
(3)当推土机以额定功率进行推土作业时,在平直场地上其以5.4km/h的速度匀速前进15m,求推土机产生的牵引力。
21. 体重500N的小明用图所示的滑轮组,10s内将重力为400N的物体A匀速提升了0.2m,小明的拉力为160N,绳子能够承担的最大拉力为600N。(不计摩擦和绳重,假设每个滑轮一样重)求:
(1)绳子自由端移动的速度;
(2)每个动滑轮的重力;
(3)小明通过该滑轮组最多能提起多重的物体?
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八年级物理下册期末测试卷
满分:70分考试时间:60分钟
一、填空题(共6小题,共14分)
1. 居家拖地时,拖把杆发生弯曲,说明力可以改变物体的_________;拖地时手紧握杆增大摩擦力,摩擦力方向与拖把滑动方向_________。
【答案】 ①. 形状 ②. 相反
【解析】
【详解】力的作用效果分为两类:改变物体的运动状态、改变物体的形状。拖把杆发生弯曲,是物体的形状出现了变化。
摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反,拖地时拖把相对于地面滑动,所以摩擦力方向与拖把滑动方向相反。
2. 生物课学习鱼的结构:鱼依靠鱼鳔调节自身体积改变_________实现上浮下沉;鱼游动时向后划水向前游,利用物体间力的作用是_________;深海鱼捕捞上岸内脏破裂,是因为海水深度越小,液体压强越_________。
【答案】 ①. 排开液体体积 ②. 相互的 ③. 小
【解析】
【详解】根据阿基米德原理,鱼鳔调节自身体积会改变排开液体的体积,进而改变自身受到的浮力,通过浮力与重力的大小关系变化实现上浮下沉。
力的作用是相互的,鱼向后划水时对水施加向后的力,同时水会对鱼施加向前的反作用力,推动鱼向前游动。
根据液体压强公式,在液体密度不变的情况下,深度越小,液体压强越小。深海鱼体内压强与深海的高压环境相平衡,上岸后外界压强远小于体内压强,内脏因压强差破裂。
3. 小区升降电梯匀速载居民上楼,居民的动能_________,重力势能_________(均选填“变大、变小、不变”)。
【答案】 ①. 不变 ②. 变大
【解析】
【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关,。居民随电梯匀速上楼,质量不变,速度不变,因此动能不变。
重力势能的大小与物体的质量和高度有关,居民上楼过程中,质量不变,高度逐渐增大,因此重力势能变大。
4. 同一实心金属块分别浸没在水、盐水两种液体中,金属块受到的浮力大小_________;若将金属块切成体积相等的两半,取其中一块完全浸没在水中,浮力变为原来的_________;漂浮在盐水上的木块,浮力_________自身重力。
【答案】 ①. 不相等 ②. 二分之一##一半 ③. 等于
【解析】
【详解】根据阿基米德原理,金属块浸没在两种液体中时,排开液体的体积等于自身体积,保持不变,水和盐水的密度不同,因此金属块受到的浮力大小不相等。
将金属块切成大小相同的两半后,其中一半浸没水中,此时排开液体的体积变为原来的,由可知,浮力变为原来的。
根据物体的浮沉条件,当物体漂浮在液体表面时,浮力等于自身重力。
5. 用扳手拧螺丝,手握扳手末端更容易拧紧,说明力的_________影响力的作用效果;扳手本质是_________杠杆。
【答案】 ①. 作用点 ②. 省力
【解析】
【5题详解】
用扳手拧螺丝,手握扳手末端更容易拧紧,这意味着在施加的力大小和方向基本相同的情况下,仅仅改变了手在扳手上的位置,即改变了力的作用点,就使得拧紧螺丝的效果更明显。因此,这个现象说明了力的作用点会影响力的作用效果;
在使用扳手拧螺丝时,我们可以把螺丝的中心看作支点,手施加的力是动力,螺丝的阻力是阻力。很明显,我们使用扳手时,动力臂明显大于阻力臂。根据杠杆原理,当动力臂大于阻力臂时,该杠杆为省力杠杆。使用省力杠杆可以用较小的力产生较大的力矩,从而达到省力的目的。
6. 重60N物体放在水平桌面,受到10N水平向右拉力匀速直线运动,物体受到滑动摩擦力为_________N;撤去拉力后物体减速滑行,摩擦力大小_________。
【答案】 ①. 10 ②. 不变
【解析】
【详解】物体做匀速直线运动时,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,已知拉力为10N,故滑动摩擦力大小为10N
滑动摩擦力的大小仅与压力大小和接触面的粗糙程度有关,撤去拉力后,物体对桌面的压力、接触面粗糙程度均未改变,所以滑动摩擦力的大小不变。
二、选择题(共8小题,总计16分;7~12单选每题2分;13、14双选每题2分,全对得分,错选、漏选不得分)
7. 下列关于力与运动说法正确的是( )
A. 物体不受力一定静止 B. 力是维持物体运动的原因
C. 匀速转弯的物体受力不平衡 D. 速度越大惯性越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据牛顿第一定律,物体不受力时,会保持静止或匀速直线运动状态,故A错误;
B.根据牛顿第一定律,力是改变物体运动状态的原因,不是维持运动的原因,故B错误;
C.匀速转弯的物体运动方向不断改变,运动状态发生变化,因此受力不平衡,故C正确;
D.惯性大小只和物体的质量有关,和速度无关,质量越大惯性越大,故D错误。
故选C。
8. 物理兴趣小组同学对如图所示的实验现象进行了讨论,下列说法正确的是( )
A. 甲图,压强计的U形管左右液面高度差可以准确测出液体压强大小
B. 乙图,杯口的纸片和杯中的水不会掉下的原因是纸片受到了大气压的作用
C. 丙图,通过比较手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与受力面积有关
D. 丁图,往纸片中间吹气,纸片靠拢,说明流体中流速越大的地方压强越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中压强计的U形管左右液面高度差只能用来反映液体内部压强的大小,而不能直接、准确地测出液体压强的具体数值,故A错误;
B.乙图中杯口的纸片和杯中的水不会掉下的原因,正是由于外界强大的大气压向上托住了纸片,故B正确;
C.丙图中铅笔竖直放置时,下方手指受到的压力大于上方手指,该实验未控制压力相等,无法科学得出压力的作用效果与受力面积有关,故C错误;
D.丁图中往纸片中间吹气导致纸片靠拢,说明的是流体中流速越大的地方压强越小,而不是越大,故D错误。
故选B。
9. 水平桌面上放有两个相同的烧杯甲和乙,分别装有、两种不同液体。将两个相同的柱形固体放在两种液体中,静止时如图所示,且液面相平。则下列说法正确的是( )
A. 两烧杯中柱形固体排开液体的质量不相等
B. A液体对烧杯底的压强大于B液体对烧杯底的压强
C. 烧杯甲对桌面的压强等于烧杯乙对桌面的压强
D. A液体对柱形固体底部的压力等于B液体对柱形固体底部的压力
【答案】D
【解析】
【详解】A.将两个相同的柱形固体放在两种液体中,静止时如图所示,两个柱形固体均漂浮,浮力等于重力。两个柱形固体的重力相同,则受到的浮力相同。根据
可知,两烧杯中柱形固体排开液体的质量相等,故A错误;
B.两个柱形固体受到的浮力相同,甲烧杯中柱形固体排开液体的体积较大,根据可知,A液体密度较小。两个烧杯中液面相平,根据可知,A液体对烧杯底的压强小于B液体对烧杯底的压强,故B错误;
C.甲烧杯中A液体的体积较小,A液体密度较小,根据
甲烧杯中A液体的重力较小,则甲烧杯的总重力较小,则烧杯甲对桌面的压力较小,根据,烧杯甲对桌面的压强小于烧杯乙对桌面的压强,故C错误;
D.两个柱形固体受到的浮力相同,根据浮力的产生原因可知,A液体对柱形固体底部的压力等于B液体对柱形固体底部的压力,故D正确。
故选D。
10. 实验室配制浓盐水与清水,将相同鸡蛋先后放入两杯液体,鸡蛋在清水中沉底,盐水中漂浮,下列判断错误的是( )
A. 盐水密度大于清水密度 B. 鸡蛋漂浮时浮力等于重力
C. 沉底时鸡蛋不受浮力 D. 两种情况下鸡蛋排开液体质量不等
【答案】C
【解析】
【详解】AB.鸡蛋在清水中沉底,此时鸡蛋受到的浮力小于重力,说明;鸡蛋在盐水中漂浮,此时浮力等于重力,说明,因此有
故AB正确;
C.沉底的鸡蛋仍然受到浮力,故C错误;
D.鸡蛋在盐水中漂浮时浮力等于重力,排开液体的重力等于浮力,则有
鸡蛋在水中沉底时浮力小于重力,即排开水的重力小于鸡蛋的重力,即
因此有,根据可知鸡蛋排开的液体质量不等,故D正确。
本题选择描述错误的,故选C。
11. 关于功、功率、机械效率,说法正确的是( )
A. 做功越多功率越大 B. 功率越大做功越快
C. 机械效率越高功率越大 D. 省力机械机械效率一定高
【答案】B
【解析】
【详解】A.做功多,但如果用时很长,功率不一定大,功率由功和时间共同决定,故A错误;
B.功率的物理意义就是描述物体做功快慢,功率越大,做功越快,故B正确;
C.机械效率和功率是两个完全不同的物理量,效率高不代表做功快,功率不一定大,故C错误;
D.省力与否和机械效率高低没有必然关系,省力机械往往要克服更多额外摩擦,机械效率反而偏低,故D错误。
故选B。
12. 简单机械使用场景,不能省力的是( )
A. 瓶盖起 B. 定滑轮 C. 斜面 D. 动滑轮
【答案】B
【解析】
【详解】A.瓶盖起在使用过程中,动力臂大于阻力臂,因此是省力杠杆,可以省力,故A不符合题意;
B.根据定滑轮的特点可知,使用定滑轮不能省力,故B符合题意;
C.使用斜面时,不计摩擦,拉力做的功等于克服物体重力所做的功,则拉力,根据直角三角形的特点可知,所以 ,即使用斜面可以达到省力的目的,故C不符合题意;
D.不计机械自重和摩擦,根据动滑轮的特点可知,使用动滑轮能省一半的力,故D不符合题意。
故选B。
13. 下列现象利用大气压强的是( )
A. 吸盘挂钩吸附墙面 B. 拦河坝下宽上窄
C. 吸管吸取饮料 D. 潜水服抗压设计
【答案】AC
【解析】
【详解】A.吸盘挂钩吸附墙面时,先挤出吸盘内的空气,使吸盘内部气压远小于外界大气压,在大气压的作用下吸盘被牢牢压在墙面上,利用了大气压强,故A符合题意;
B.拦河坝下宽上窄,是因为液体压强随深度增加而增大,坝底需要承受更大的水压,和大气压强无关,故B不符合题意;
C.吸管吸饮料时,吸出吸管内的空气使吸管内气压减小,外界大气压将饮料压入吸管,进入口中,利用了大气压强,故C符合题意;
D.液体压强随深度增加而增大,深水处水压很大,因此潜水服需要做抗压设计,利用的是液体压强的特点,和大气压强无关,故D不符合题意。
故选AC。
14. 一个小球从高处自由下落再弹起,不计空气阻力,全过程机械能变化分析正确的是( )
A. 下落时重力势能转化为动能 B. 落地撞击地面时机械能总量不变
C. 上升过程动能减小,重力势能增大 D. 最高点动能、重力势能均最大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.小球下落时,质量不变,高度降低,重力势能减小,速度增大,动能增大,该过程重力势能转化为动能,故A正确;
B.小球撞击地面时,部分机械能会转化为其它能量,机械能总量减小,故B错误;
C.上升过程中,小球质量不变,速度减小,动能减小,高度升高,重力势能增大,故C正确。
D.小球到达最高点时速度为0,动能最小,仅重力势能最大,故D错误。
故选AC。
三、作图题(共2小题,每题2分,共4分)
15. 一块重为100N的砖被的压力压在竖直的墙壁上且处于静止状态,如图所示。请你画出砖块所受摩擦力的示意图。
【答案】
【解析】
【15题详解】
砖块被压在竖直的墙壁上且处于静止状态。这意味着砖块在各个方向上都受力平衡,处于平衡状态。所以在竖直方向上砖块受到的重力和墙壁对砖块产生的静摩擦力是一对平衡力,即摩擦力 , 为了与竖直向下的重力平衡,摩擦力的方向必须是竖直向上的。因此以砖块的重心为起点。沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,并标上符号和大小。
16. 在图中画出使杠杆静止在图示位置的最小动力F1。
【答案】
【解析】
【详解】根据杠杆平衡的条件可知,在阻力和阻力臂不变时,动力臂越长越省力;由图示可知,以OA为动力臂时,动力臂最长,此时最省力;连接OA,从A点做OA的垂线,为使杠杆平衡,力的方向应垂直于OA向上,如下图所示:
四、实验探究题(共3小题,总计18分)
17. 探究影响滑动摩擦力大小的因素实验时,小明做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)实验前,需要对弹簧测力计在______方向上调零。
(2)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做______运动。甲实验中,如果将水平拉力增大到3N,A受到的滑动摩擦力大小为______N。
(3)小明通过甲、丙两实验可得到结论是:_________。下列现象中利用了该结论的是_______(选填字母)。
A.体操运动员在手上涂镁粉
B.刹车时用力捏自行车的手闸
C.移动很重的石块时,在地上铺设滚木
(4)实验结束后,小明在甲的基础上设计了丁实验,丁实验中A水平运动时所受滑动摩擦力_______甲实验中A所受滑动摩擦力(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)水平 (2) ①. 匀速直线 ②. 1.2
(3) ①. 压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 ②. A
(4)=
【解析】
【小问1详解】
实验中弹簧测力计沿水平方向使用,因此需要在水平方向调零,消除弹簧自身重力对测量的影响。
【小问2详解】
实验中沿水平方向拉木块做匀速直线运动时,木块受力平衡,滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力。甲实验中滑动摩擦力为,拉力增大后,木块对接触面的压力、接触面粗糙程度都不变,因此滑动摩擦力大小不变,仍为。
【小问3详解】
甲、丙实验中,木块对接触面的压力相同,接触面粗糙程度不同,因此结论为:压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
A.体操运动员涂镁粉,是通过增大接触面粗糙程度增大摩擦,故A符合题意;
B.用力捏刹车闸,是通过增大压力增大摩擦,故B不符合题意;
C.铺设滚木,是通过变滑动为滚动减小摩擦,故C不符合题意。
故选A。
【小问4详解】
丁实验中,木块A对木板的压力、接触面粗糙程度都和甲实验相同,滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关,因此丁中A受到的滑动摩擦力等于甲中A受到的滑动摩擦力。
18. 小明用如图所示的装置研究“液体内部压强”:
(1)如图甲所示,使用液体压强计前,先用手指轻压探头的橡皮膜,若U形管两侧液面的高度差变化明显,说明压强计的__________良好,可以正常使用。
(2)比较图乙和图丙可知,液体内部压强随__________的增加而增大,因此拦河大坝应设计成__________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(3)若将液体压强计的探头放入图丁的液体a中,发现丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,则液体a的密度为__________。
(4)相同情况下,U形管中液体的密度越__________,两侧液面的高度差变化越明显。
(5)1648年物理学家帕斯卡做了著名的“帕斯卡裂桶实验”,如图戊所示,实验中帕斯卡只用了几杯水就让装满水的木桶向四周裂开,图中__________(选填“乙”、“丙”、“丁”中的两个)两幅图对比可以解释这个现象。
【答案】(1)气密性 (2) ①. 深度 ②. 上窄下宽
(3)
(4)小 (5)乙、丙
【解析】
【小问1详解】
使用液体压强计前,需要检查装置气密性,按压橡皮膜后U形管液面高度差变化明显,说明装置不漏气,气密性良好,可以正常使用。
【小问2详解】
乙、丙实验中,液体密度相同,探头深度不同,深度越大,U形管液面高度差越大,可得结论:液体内部压强随深度的增加而增大。
由于液体内部压强随深度的增加而增大,拦河大坝底部需要承受更大的压强,因此设计成上窄下宽的形状。
【小问3详解】
丙、丁两次实验U形管液面高度差相等,说明探头处压强相等,即
得
【小问4详解】
探头受到的压强一定时,根据,U形管中液体密度越小,两侧液面高度差越大,高度差变化越明显。
【小问5详解】
帕斯卡裂桶实验的原理是同种液体,深度越大,液体压强越大,符合该结论的是对比乙、丙(同种液体、不同深度)的实验结论,因此选乙、丙。
19. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆在图甲所示的位置静止,接下来应将杠杆两端的平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)移动,使杠杆在水平位置平衡,其目的是__________;
(2)如图乙所示,用弹簧测力计在点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,要使杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将会逐渐变__________,这是因为__________。
(3)图丙为科技小组制作的“杠杆力臂演示仪”,杠杆AOB可绕O点(螺母)转动,,,,杠杆自身重力和摩擦不计,固定装置未画出。
①当杠杆处于丙图所示水平位置平衡时,的重力为__________N。
②松开螺母保持OA不动,使OB向下折一个角度后,再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆(点对应B点),保持位置不变,要使杠杆在图丁位置保持平衡,则应该移动到__________(选填“①”“②”或“③”)处。
【答案】(1) ①. 右 ②. 便于测量力臂,同时消除杠杆自身重力对实验的影响
(2) ①. 大 ②. 拉力的力臂变小,而阻力和阻力臂保持不变,根据杠杆平衡条件,拉力会增大,因此弹簧测力计示数变大
(3) ①. 4 ②.
【解析】
【小问1详解】
实验前杠杆左端下沉、右端上翘,平衡螺母向翘起的右端调节;
杠杆调至水平位置平衡,一方面力臂与杠杆重合,可直接从杠杆上读出力臂,另一方面杠杆自重的作用线过支点,消除了杠杆自重对实验的影响。
【小问2详解】
弹簧测力计向右倾斜后,支点到拉力作用线的垂直距离(拉力的力臂)变小,而阻力(钩码重力)和阻力臂保持不变,根据杠杆平衡条件,拉力会增大,因此弹簧测力计示数变大。
【小问3详解】
根据杠杆平衡条件,代入数据,解得。
左边的大小和力臂都不变,的大小不变,根据杠杆平衡条件,的力臂需要和原来大小相等。由于重力竖直向下,力臂是支点O到重力作用线的水平距离,原来力臂大小等于,因此需要作用点到O点的水平距离等于,对应位置为②。
五、综合应用题(共2小题,总计18分)
20. 如图所示的履带式推土机,其发动机的额定功率为120kW,质量为2.0×104kg,履带与地面的总接触面积为1.25m2。取g=10N/kg。求:
(1)推土机的重力;
(2)推土机静止时对水平地面的压强;
(3)当推土机以额定功率进行推土作业时,在平直场地上其以5.4km/h的速度匀速前进15m,求推土机产生的牵引力。
【答案】(1)2×105N
(2)1.6×105Pa
(3)8×104N
【解析】
【小问1详解】
推土机的重力
【小问2详解】
推土机静止在水平地面,对地面的压力等于自身重力,即
推土机静止时对水平地面的压强
【小问3详解】
推土机匀速前进的速度
推土机发动机的额定功率
根据功率推导公式,变形得牵引力
21. 体重500N的小明用图所示的滑轮组,10s内将重力为400N的物体A匀速提升了0.2m,小明的拉力为160N,绳子能够承担的最大拉力为600N。(不计摩擦和绳重,假设每个滑轮一样重)求:
(1)绳子自由端移动的速度;
(2)每个动滑轮的重力;
(3)小明通过该滑轮组最多能提起多重的物体?
【答案】(1)
0.08m/s (2)
120N (3)
1760N
【解析】
【小问1详解】
首先由题图可得,该滑轮组承担总重的绳子段数,共包含2个动滑轮,不计摩擦和绳重。
由题意得,物体提升高度,提升时间。
绳子自由端移动的距离
绳子自由端移动的速度
【小问2详解】
不计摩擦和绳重,滑轮组拉力满足关系:
整理得动滑轮总重力
已知每个滑轮重力相等,共2个动滑轮,因此每个动滑轮的重力
【小问3详解】
小明体重,小明站在地面拉绳子,能施加的最大拉力等于自身体重,即
已知绳子能承受的最大拉力为,,因此滑轮组的最大拉力取。
由,整理得最大物重
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