【正文】 s前 =210 m。 9.(2022湖南益陽 ,21,10分 )跳傘是一項極具挑戰(zhàn)的運動 ,現(xiàn)在越來越受到人們的喜愛。h物 =3 1 m=3 m (2)有用功 W有用 =G 8.(2022湖南長沙 ,38,6分 )如圖是建筑工人用滑輪組提升建筑材料的場景 ,在 10 s的時間內(nèi) ,工人 師傅用豎直向上的拉力將建筑材料勻速提升了 1 m,已知拉力 F為 400 N,建筑材料的重力 G為 900 N,求這個過程中 : (1)繩子自由端移動的距離 。 7.(2022湖南衡陽 ,23,2分 )新材料碳纖維具有高強度、高耐熱、密度小等特性。用該滑輪組提升更重的物體 ,機械效率 會 (選填“變小”、“不變”或“變大” )。 ? 答案 (1)50 (2)40 (3)增加 解析 (1)由圖知 ,n=2, 因滑輪質(zhì)量、繩重及一切摩擦均可忽略不計 , 則繩子自由端的拉力 F=? GA=? 100 N=50 N。 5.(2022湖南婁底 ,16, 6分 )如圖是用滑輪組提升物體 A的示意圖 ,物體 A受到的重力大小為 GA= 100 N。若 G1G2,根據(jù) W=Gh,可知 W有甲 W有乙 ,C錯誤 。 解題關(guān)鍵 掌握并理解做功包含的兩個必要因素和二力平衡的條件及應用。 2.(2022湖南岳陽 ,2,3分 )如圖 ,小明沿水平地面推箱子 ,但箱子沒有移動 ,此過程 ? ( ) 答案 A 小明推箱子雖然用了力 ,但箱子仍然靜止在原位置 ,即有推力沒有移動距離 ,所以小 明對箱子沒有做功 ,故 A正確 。 Wh?? ??11Wh3 .6 J1 .2 m3N ?考點二 功、功率、機械效率 1.(2022湖南長沙 ,26,3分 )下列關(guān)于功的說法正確的是 ? ( ) ,推力對汽車做了功 ,吊車的拉力對重物做了功 ,重力對足球做了功 ,舉重運動員對杠鈴做了功 答案 D A選項 ,有力無距離 ,沒有做功 ,故錯誤 。 答案 (1) (2)3 5 (3) m 解析 (1)由于拉力始終豎直向上 ,由杠桿的平衡條件可知 ,拉力不變 (動力臂與阻力臂之比不 變 )由圖甲可知 ,當 B端離地 m時 ,A端剛離地 ,所以金屬棒長 。 ? (1)該金屬棒的長度 l= m。 拓展延伸 實驗大致分為三大類 :測量實驗 (目的是測量一個物理量的值 ),探究實驗 (目的是得 到一個結(jié)論或規(guī)律 ),驗證實驗 (驗證一個結(jié)論或規(guī)律的正確性 )。 (3)小張在實驗中多次改變力和力臂的大小主要是為了 (只有一個正確答案 ,選填答案 序號 )。若在 A 點處再加掛兩個鉤碼 ,設每個鉤碼重為 G,杠桿上每小格長度為 L,則根據(jù) F1L1=F2L2,可得 4G 3L= 2G nL,解得 n=6,則應向右移動 3格 ,杠桿才會在原位置再次平衡。 ? 實驗序號 F1(N) L1(cm) F2(N) L2(cm) 1 2 3 2 3 2 3 3 3 3 3 4 3 4 3 (3)如果小軍在杠桿的左端 A點處再加掛 2個鉤碼 (即左端共 4個鉤碼 ),接下來 ,他應該將右 端的兩個鉤碼向右移動 格 ,杠桿才會在原位置再次平衡。 (2)接下來 ,他們使杠桿在如圖位置靜止 ,多次實驗 ,記錄數(shù)據(jù)如表格所示 (每個鉤碼的重力為 1N, 杠桿質(zhì)量、刻度分布均勻 )。支點到力 的作用點 A的距離就是最大的動力臂 ,當作用力與之垂直時 ,作用力最小。 6.(2022湖南衡陽 ,20,2分 )如圖所示 ,一根木棒以 O點為支點撬動石塊 ,畫出作用在 A點的最小動 力 F1,并畫出阻力 F2的力臂 l2。不計繩重、杠桿自重及摩擦 ,g取 10 N/kg。 4.(2022湖南長沙 ,27,3分 )如圖為一健身器材模型 ,杠桿 AB可繞 O點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動 ,OA∶ OB= 1∶ 4,質(zhì)量為 60 kg的小明站在水平放置的體重計上 ,通過該杠桿提起吊籃中的重物 ,吊籃重 80 N。 ,動滑輪為省力機械 ,故 C錯誤 。 解題關(guān)鍵 結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗 ,先判斷杠桿在使用過程中 ,動力臂和阻力臂的大小關(guān)系 ,再判 斷它是屬于哪種類型的杠桿。 2.(2022湖南益陽 ,6,3分 )如圖所示 ,用完全相同的四個滑輪和兩根相同的細繩組成甲、乙兩個 滑輪組 ,在各自的自由端施加大小分別為 F1和 F2的拉力 ,將相同的重物緩慢提升相同的高度 (不 計繩重和一切摩擦 )。 s=nh,n1=2,n2=3,提升物體的高度 h相同 ,所以 s1=2h,s2=3h,則 s1≠ s2, 故 D錯誤。 當邊長為 20 cm的正方體重物甲剛被提起時 ,體重計示數(shù)為 43 kg。則重物甲與重物乙的密度之比為 ? ( ) ? ∶ 3 ∶ 3 ∶ 2 ∶ 1 答案 D 兩重物體積之比為 ? =? =? 根據(jù)杠桿平衡條件有 :FA OA=FB OB 即 (G籃 +G甲 ) OA=(G人 G示甲 ) OB 解得 G甲 =600 N (G籃 +G乙 ) OA=(G人 G示乙 ) OB 解得 G乙 =1 600 N 故 ? =? =? =? ? =? =? ? =? ? =? ,故選 D。 ? 答案 如圖所示 ? 解析 力臂越大越省力 ,最大的力臂即支點到力的作用點的距離 ,根據(jù)力的示意圖的畫法作出 垂直于 OA的作用力即作用在 A點的最小動力 F1,方向斜向下 。 解題關(guān)鍵 力臂的畫法應始終遵循從支點向力的作用線畫垂線這一原則 ,找最小的力時則一 定要遵循找最長的力臂這一原則 ,明確了這些才能按一定的作圖規(guī)則將力或力臂表示出來。小玲認為杠桿的平衡條件應為 F1=F2,L1=L2。 答案 (1)水平 (2)錯誤的 (3)3 解析 (1)杠桿在使用前 ,需調(diào)節(jié)兩端的平衡螺母 ,使杠桿在水平位置平衡 。 8.(2022湖南衡陽 ,28,6分 )小張在探究“杠桿平衡條件”實驗中 ,給他提供的實驗器材有 :杠 桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個。 ①減小摩擦 ②多次測量取平均值減小誤差 ③使每組數(shù)據(jù)更準確 ④獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律 答案 (1)右 (2)20 (3)④ 解析 (1)由圖可知杠桿“左重右輕” ,應將杠桿左端的平衡螺母向右調(diào) 。測量實驗中進行多次實驗 ,如 果測得的值相差很小 (比如 :測量長度、測量定值電阻阻值 ),這些差異可以理解為誤差 ,則說明 這個物理量是一個定值 ,可以將多次測量的結(jié)果求平均值 ,以便減小誤差 ,如果測得的值相差較 大 (比如 :測小燈泡電阻、測小燈泡功率 ),說明這個物理量不是一個定值 ,多次測量的結(jié)果不能 求平均值 ,而是通過分析差異的原因得到一個普遍規(guī)律 。 (2)在 B端拉起的過程中 ,當 x1= m,測力計的示數(shù)為 F1= N。 (2)因為 W=Gh, 所以金屬棒的重力 G=? =? =5 N,即 F2=5 N。B選項 ,拉力豎直向上 ,與通過的距離垂直 ,沒 有做功 ,故錯誤 。重力的方向是豎直向下的 ,箱子雖然受重力 ,但箱子在豎直方向上 沒有移動距離 ,所以重力不做功 ,故 B錯誤 。 3.(2022湖南懷化 ,12,3分 )小張用 40 N的推力將重為 100 N的物體沿水平方向勻速推動了 10 m, 則小張對物體所做的功是 ? ( ) J J 000 J 400 J 答案 A 小張對物體所做的功 :W=Fs=40 N 10 m=400 J?；? 輪組的機械效率與物重有關(guān) ,所以提起不同重物時 ,機械效率不同 ,D項錯誤。在勻速豎直提升物體 A的過程中 ,物體 A上升的速度大小為 vA= m/s,滑輪質(zhì)量、繩重及 一切摩擦均可忽略不計 , (1)繩子自由端的拉力大小 F= N。 (2)繩子自由端移動的速度 v繩 =2vA=2 m/s= m/s, 由 P=? =? =Fv得 ,拉力做功的功率 P=Fv繩 =50 N m/s=40 W。 答案 60% 變大 解析 有用功 W有 =Gh=720 N 10 m=7 200 J 已知所做的總功 W總 =12 000 J 則滑輪組的機械效率 η=? 100%=? 100%=60%。一架由碳纖維 材料制作的小型無人機 ,質(zhì)量為 2 kg,在 5 s內(nèi)勻速豎直上升 10 m,則該無人機克服自身重力做功 為 J,功率為 W。 (2)此滑輪組的機械效率 。h物 =900 N 1 m=900 J 總功 W總 =F在某次 跳傘訓練過程中 ,一體重為 500 N的運動員從空中懸停的直升機上由靜止開始豎直跳下 ,其速 度與時間的關(guān)系如圖所示 ,經(jīng) 15 s下落 210 m后 ,開始做勻速直線運動直至落地 ,整個過程用時 30 s,求在這個過程中 : (1)運動員下落的平均速度 。由圖像可知 ,15 s后運動員以 6 m/s 的速度做勻速直線運動 ,則運動員在 15~30 s通過的路程為 s后 =vt后 =6 m/s 15 s=90 m。 (3)勻速下降時 ,重力做功的功率 : P=Fv=Gv=500 N 6 m/s=3 103 W。 在使用過程中 ,動力臂小于阻力臂 ,是費力杠桿。若力施加在 B點或 C點 ,最小的力分別為 FB、 FC,且 AB=BO=OC。分析力臂可知 ,作用在末端動力的動力臂大于作用在 B點的阻力的阻力臂 ,所以是省力杠 桿 ,故選 B項。 ? 答案 如圖 24 ? 解析 把旅行箱看做一個杠桿。 由杠桿平衡條件可得 FL1=GL2,解得 :F=GL2/L1=24 N。 評析 本題是對動滑輪的綜合考查。 ? 甲 ? 乙 (1)平衡時 ,應該讓杠桿靜止在 位置。根據(jù)這個結(jié)果 ,可以初步得到 ,在這種 情況下杠桿的平衡條件為 :F1L1= 。 (4)由題圖可以得出受到兩個阻力時 ,杠 桿的平衡條件為 F1L1=F2L2+F3L3。 則 ? ( ) ? W2 W2 P2 P2 答案 C 由 W=Fs知 F1做的功 W1=F1sOP=300 N 4 m=1 200 J,F2做的功 W2=F2sPQ=200 N 6 m= 1 200 J,W1=W2,A、 B錯誤 。 甲滑輪組中拉力做的總功為 W甲總 =F1 已知 F1=F2,所以省力情況相同 ,故 C錯誤 。功率 P=W/t,媽媽所用時間是小明的 3倍 ,故 P1∶ P2=2∶ 3, C錯誤 ,D正確。額外功為 W額 =W總 W有 =3 000 J2 400 J=600 J。司機費了很大的力也未能推動汽車 ,雖然有力的作用 ,但在力的方向 上沒有移動距離 ,所以司機對汽車沒有做功 ,故 B錯誤 。兩次對應的彈簧測力計示數(shù)分 別為 F F2,兩次拉力的功率分別為 P P2,下列判斷正確的是 ? ( ) ? F P1P2 =F P1P2 F P1=P2 F P1P2 答案 B 從圖像上看出木塊雖然兩次運動速度不同 ,但都是做勻速直線運動 ,此時木塊在水 平方向上受到一對平衡力 ,即拉力和摩擦力 ,摩擦力不變 ,所以 F1=F2。機械效率 :η甲 η乙 :F甲 =F乙 。繩重及滑輪和軸處的摩擦忽略不計時 ,F甲 =G物 =100 N, F乙 =? =? =60 N,所以 F甲 F乙 。懸掛的重物 G= N,當重物靜止于任意位置時 ,手對輕繩的拉力均為 F1= N,當重物勻速上升時 ,手對輕繩 的拉力為 F2= N,且重物上升過程中動滑輪恰好轉(zhuǎn)過 1圈。 12知識歸納 滑輪組中 ,n是與動滑輪相連的繩子段數(shù) , F=? (G動 +G物 ), s=nh, η=? =? 。 L1=L2,則 F1=F2,等臂杠桿 。手在 A點 豎直向下施力時 ,動力臂大于阻力臂 ,為省力杠桿 ,B項正確 。 3.(2022山東威海 ,8,2分 )圖是吊車起吊貨物的結(jié)構(gòu)示意圖 ,伸縮撐桿為圓弧狀 ,工作時它對吊臂 的支持力始終與吊臂垂直 ,使吊臂繞 O點緩慢轉(zhuǎn)動 ,從而將貨物提起 ,下列說法正確的是 ? ( ) ? ,但要費距離 ,但可以省功 ,伸縮撐桿支持力的力臂變小 ,伸縮撐桿支持力漸漸變小 答案 D 由題圖可知 ,吊臂的動力臂小于阻力臂 ,故它是一個費力杠桿 ,A項錯誤 。 評析 本題考查的是杠桿的利用 ,看似簡單 ,其實難度并不小。 時 ,繩上拉力為 F2,在此過程中 (不考慮繩重及摩擦 ),下列判斷正 確的是 ? ( ) F的大小保持不變 F2兩力之比為 1∶ ? F2兩力之比為 ? ∶ 1 32答案 BD 找出杠桿水平位置和把它拉起到與水平面的夾角為 30176。=? l。 時 ,F2=? ,所以 A、 C兩項錯 ,D項正確。 mV6.(2022浙江臺州 ,18,4分 )使用簡單機械可以給人們的生活帶來便利。 (2)圖中剪