【正文】 度分布均勻 )。若在 A 點(diǎn)處再加掛兩個(gè)鉤碼 ,設(shè)每個(gè)鉤碼重為 G,杠桿上每小格長(zhǎng)度為 L,則根據(jù) F1L1=F2L2,可得 4G 3L= 2G nL,解得 n=6,則應(yīng)向右移動(dòng) 3格 ,杠桿才會(huì)在原位置再次平衡。 拓展延伸 實(shí)驗(yàn)大致分為三大類 :測(cè)量實(shí)驗(yàn) (目的是測(cè)量一個(gè)物理量的值 ),探究實(shí)驗(yàn) (目的是得 到一個(gè)結(jié)論或規(guī)律 ),驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) (驗(yàn)證一個(gè)結(jié)論或規(guī)律的正確性 )。 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(dòng)力臂與阻力臂之比不 變 )由圖甲可知 ,當(dāng) B端離地 m時(shí) ,A端剛離地 ,所以金屬棒長(zhǎng) 。 2.(2022湖南岳陽(yáng) ,2,3分 )如圖 ,小明沿水平地面推箱子 ,但箱子沒(méi)有移動(dòng) ,此過(guò)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(méi)有移動(dòng)距離 ,所以小 明對(duì)箱子沒(méi)有做功 ,故 A正確 。若 G1G2,根據(jù) W=Gh,可知 W有甲 W有乙 ,C錯(cuò)誤 。 ? 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(jì) , 則繩子自由端的拉力 F=? GA=? 100 N=50 N。 7.(2022湖南衡陽(yáng) ,23,2分 )新材料碳纖維具有高強(qiáng)度、高耐熱、密度小等特性。h物 =3 1 m=3 m (2)有用功 W有用 =G ? 答案 (1)10 m/s (2) 105 J (3)3 103 W 解析 (1)由題可知 ,運(yùn)動(dòng)員在 0~15 s下落的路程為 s前 =210 m。 ,動(dòng)力臂大于阻力臂 ,是省力杠桿 。 3.(2022寧夏 ,26,3分 )如圖所示 ,起瓶器開(kāi)啟瓶蓋時(shí) ,可看做是 ? ( ) ? A為支點(diǎn)的費(fèi)力杠桿 A為支點(diǎn)的省力杠桿 B為支點(diǎn)的費(fèi)力杠桿 B為支點(diǎn)的省力杠桿 答案 B 為開(kāi)啟瓶蓋 ,應(yīng)將瓶蓋邊緣的 B點(diǎn)撬起 ,所以應(yīng)以 A點(diǎn)為支點(diǎn) ,手握起瓶器末端向上抬 起。作用在 A點(diǎn)的力與 OA垂直時(shí)力臂最長(zhǎng) ,L1=OA。 6.(2022四川成都 ,A27,8分 )在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中 ,每個(gè)鉤碼重力相等 ,杠桿刻度均 勻。 (3)鐵 架臺(tái)的自重不會(huì)影響力和力臂 ,故不會(huì)帶來(lái)實(shí)驗(yàn)誤差。 若重物上升高度為 h,則兩滑輪組中繩端移動(dòng)的距離分別為 s甲 =3h,s乙 =4h。若媽媽克服自身重力做功 為 W功率為 P1,小明克服自身重力做功為 W功率為 P2,則下列關(guān)系正確的是 ? ( ) ∶ W2=1∶ 1 ∶ W2=2∶ 3 ∶ P2=1∶ 1 ∶ P2=2∶ 3 答案 D 克服重力做功大小 W=Gh,爬山比賽的起點(diǎn)、終點(diǎn)均相同 ,即高度 h相同 ,媽媽體重是 小明的 2倍 ,故 W1∶ W2=2∶ 1,A、 B錯(cuò)誤。 Wh額6 0 0 J3mW 有總2 43 00 J5.(2022江蘇泰州 ,25,2分 )根據(jù)如圖所示的幾個(gè)情景 ,下列說(shuō)法正確的是 ? ( ) ? ,女孩對(duì)箱子做了功 ,但司機(jī)對(duì)汽車做了功 ,吊車對(duì)貨物做了功 ,運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做了功 答案 A 女孩搬起一個(gè)箱子 ,女孩對(duì)箱子有力的作用 ,且沿力的方向運(yùn)動(dòng)了一段距離 ,所以女 孩對(duì)箱子做了功 ,故 A正確 。則 ? ( ) ? :F甲 F乙 。 2GG?物 輪100N 20N2?8.(2022新疆烏魯木齊 ,20,5分 )如圖所示裝置是實(shí)驗(yàn)室中用輕繩繞成的滑輪組。 知識(shí)歸納 杠桿分類 :L1L2,則 F1F2,省力杠桿 。正確選項(xiàng)為 B。已知細(xì)桿處于水平位置時(shí) ,繩上拉力為 F1,當(dāng) 拉至細(xì)桿與水平面夾角 θ為 30176。=? l,所以 ,根據(jù)杠桿平衡條件 F1 OE=G OC,杠桿水 平時(shí) ,F1=? G,把杠桿拉起到與水平面的夾角為 30176。 答案 (1)定 (2)阻力 解析 (1)國(guó)旗桿上的滑輪為定滑輪 ,利用它來(lái)升國(guó)旗 ,可以改變施加力的方向 。 (3)題圖丙中 ,拉力向右傾斜 ,此時(shí)拉力的力臂變小 ,根據(jù)杠桿的平衡條件 ,拉力的力臂變小 ,則拉 力變大。 答案 (1)左 (2)2 (3)如圖所示 ? 解析 (1)杠桿靜止時(shí) ,發(fā)現(xiàn)杠桿的左端上翹 ,故應(yīng)把平衡螺母向左調(diào)節(jié)。 答案 (1)沒(méi)有 (2)小于 大于 解析 如圖 ,三角形石塊 O點(diǎn)處為杠桿支點(diǎn) ,GA與 GB的力臂分別為 LA和 LB,如圖所示。 2.(2022廣東廣州 ,7,3分 )如圖 ,用大小相等的拉力 F,分別沿斜面和水平面拉木箱 ,拉力方向和運(yùn) 動(dòng)方向始終一致 ,運(yùn)動(dòng)時(shí)間 tabtcd,運(yùn)動(dòng)距離 sab=scd,比較兩種情況下拉力所做的功和功率 ? ( ) ? cd段的功一樣多 cd段的功率一樣大 答案 B 根據(jù)功的公式 W=Fs,沿斜面和水平面拉木箱時(shí)拉力 F相等 ,運(yùn)動(dòng)距離 sab=scd,所以 ab段 與 cd段所做的功相等 。 ? 答案 1 000 解析 用手直接將物體 B勻速提升 h做的功等于有用功 ,即 W有 =300 J?，F(xiàn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩自由端以 m/s的速度勻速拉動(dòng)滑輪組 ,經(jīng)過(guò) 5 min將體積為 m3的物體由海底提升到海面 ,物體離開(kāi)海 面后鋼絲繩自由端的速度變?yōu)? m/s,此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率比物體在海水中時(shí)增大了 12% (不計(jì)物體的高度、繩重和摩擦 ,ρ物 = 103 kg/m3,g取 10 N/kg,ρ海水 取 103 kg/m3)。 (4)物體重力 G=mg=ρ物 gV= 103 kg/m3 10 N/kg m3=7 600 N, 設(shè)物體在水中時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率為 P1,鋼絲繩自由端的拉力為 F1,繩自由端的速度 v1= m/s, 則 P1=F1v1=F1 m/s。 ? 答案 (1)4 m/s (2)80% (3)525 N 解析 (1)物體下降速度為 v=? =? =1 m/s 工人放繩的速度為 v繩 =4v物 =4 1 m/s=4 m/s (2)放繩長(zhǎng)度 s=4h=4 3 m=12 m 有用功 W有用 =Gh=160 N 3 m=480 J 總功 W總 =Fs=50 N 12 m=600 J 滑輪組的機(jī)械效率 η1=? 100%=? 100%=80%。39。 (2)該滑輪組的機(jī)械效率是多少。C裝置是滑輪組 ,吊起動(dòng)滑輪 的繩子有 2股 ,則 F3=? G。 3.(2022湖南岳陽(yáng)一模 ,24)杠桿 AB可繞支點(diǎn) O自由轉(zhuǎn)動(dòng) ,將金屬塊用細(xì)繩懸掛在杠桿 A端 ,把石塊 用細(xì)繩懸掛在杠桿 B端時(shí) ,杠桿恰好在水平位置平衡 ,如圖所示。 38 ABGG8389BGgρ??????石 Bρ Gρ水石4.(2022湖南張家界二模 ,19)研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中 : ? (1)杠桿的位置如圖 a所示 ,此時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母使其向 (選填“左”或“右” ) 移動(dòng) ,使杠桿在水平位置平衡 ,實(shí)驗(yàn)時(shí) ,施加的動(dòng)力和阻力的方向都是豎直方向 ,這樣做的好處 是 。 杠桿在水平位置平衡 ,并且動(dòng)力和阻力垂直作用在杠桿上 ,此時(shí)動(dòng)力臂和阻力臂都在杠桿上 , “動(dòng)力 動(dòng)力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離 =阻力 阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離”成立 。若將彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向改為在 C 點(diǎn)斜向左上方拉杠桿 ,使杠桿仍然在水平位置平衡 ,則彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)將 (選填 “變大”、“變小”或“不變” )。 v物 =? =? = m/s,故 B正確。下列說(shuō)法正 確的是 ? ( ) ? 答案 C 從圖像中可看出 ,相同時(shí)間內(nèi)第一次通過(guò)的路程大于第二次 ,所以第一次的速度大 于第二次的速度。 水平拉力的功率 : P=? =? =Fv=F 3 v物 =20 N 3 m/s=6 W。排 = 103 kg/m3 10 N/kg (5024) 103 m3=260 N, 動(dòng)滑輪掛鉤受到向下的拉力為 : F39。 (3)斜面的機(jī)械效率 η=? =? 100%≈ %。 (3)由 v=? 得 , 物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t=? =? =20 s, 根據(jù)圖乙可知 ,此時(shí)繩自由端拉力 F做的總功是 8 000 J, W有用 =F繩 h物 =740 N 10 m=7 400 J, 滑輪組提升重物的機(jī)械效率 η=? 100%=? 100%=%。 (3)滑輪組提升重物的機(jī)械效率 。4F?η? 拉940N70%?9.(2022湖南益陽(yáng)一模 ,21)工人利用如圖所示的斜面 ,把質(zhì)量為 50 kg的貨物沿斜面由底部勻速 推到頂端 ,所用時(shí)間為 10 s,沿斜面向上的推力為 300 N,斜面長(zhǎng) 10 m,高 5 m。 (2)重力做功功率 :P=? =? =72 W。從圖乙中可以看出 ,第一次木 塊運(yùn)動(dòng)的速度較大 ,而木塊所受的拉力不變 ,又 P=? =? =Fv,故第一次拉力做功的功率大 ,故 D 錯(cuò)誤。分別用圖所示的兩種方式 , 將重 400 N的物體以相同的速度勻速提升了 10 m,不計(jì)摩擦和繩重 ,則下列判斷正確的是 ? ( ) ? F2做的功 F2做的功相等 F2做功的功率 F2做功的功率相等 答案 C 根據(jù)功率的計(jì)算公式 P=? ,F1和 F2以相同的速度勻速提升了 10 m,所以兩種情況下 做功所用時(shí)間相同 ,那么要比較功率 ,只要計(jì)算出二者的做功大小即可。 考點(diǎn)二 功、功率、機(jī)械效率 1.(2022湖南岳陽(yáng)二模 ,15)如圖所示 ,用下列裝置提升同一重物 ,若每個(gè)滑輪重相同 ,不計(jì)繩重及 摩擦 ,則機(jī)械效率最高的裝置是 ? ( ) ? 答案 A 若不計(jì)繩重及摩擦 ,使用 A裝置時(shí) ,所做額外功為 0,機(jī)械效率最高 ,故選 A。 5.(2022湖南婁底婁星區(qū)一模 ,19)小明利用刻度均勻的輕質(zhì)杠桿探究“杠桿的平衡條件”。如果保持彈簧測(cè)力計(jì)拉力作用點(diǎn)的位置不變 ,把彈簧測(cè)力計(jì)沿虛線方向拉 ,為了保證 杠桿在水平位置平衡 ,其示數(shù)將 (選填“變大”“不變”或“變小” )。OB? ① ? =? ? ② 聯(lián)立①②兩式可得 ? =? 。②羊角錘在使用過(guò)程中 ,動(dòng) 力臂大于阻力臂 ,是省力杠桿 。s=750 N 4 2 m=6 000 J W有 =η拉 也為 25 N。 39。 (物體未浸入水中 ,且不計(jì)繩重及摩擦 ) (1)求工人放繩的速度。 (4)物體在海面下勻速上升過(guò)程中 ,該滑輪組的機(jī)械效率 (不計(jì)動(dòng)滑輪體積 )。 (2)當(dāng)起重機(jī)吊起 105 N的貨物時(shí) ,貨物勻速升高 15 m用時(shí) 40 s。根據(jù)機(jī)械效率公式 :η=? =? =? =? =? = ? =? ,從公式中可以看出 m動(dòng) 一定時(shí) ,m物 越大 ,效率越高 ,公式中約去物體上升距離 h, 說(shuō)明效率與物體上升距離無(wú)關(guān) ,所以 C項(xiàng)正確 ,D項(xiàng)錯(cuò)。手拿球靜止時(shí) ,手對(duì)球有力的作用 ,但沒(méi)有移動(dòng)距離 ,所以 A項(xiàng)不做功。小猴 提出分配方案 :將胡蘿卜放在三角形石塊的尖端 ,調(diào)節(jié)胡蘿卜位置 ,使胡蘿卜靜止時(shí)保持水平 , 然后沿支點(diǎn)處豎直切開(kāi) ,各拿一份 ,如圖甲所示。 ? (1)小剛將杠桿中點(diǎn)置于支架上 ,當(dāng)杠桿靜止時(shí) ,發(fā)現(xiàn)杠桿的左端上翹 ,此時(shí) ,他應(yīng)將杠桿兩端的 平衡螺母向 (選填“左”或“右” )調(diào)節(jié) ,使杠桿在水平位置平衡。如丙圖所示 ,把乙圖 a點(diǎn)的鉤碼取下 ,換用彈簧測(cè)力計(jì)使杠桿再次平 衡時(shí) ,發(fā)現(xiàn)其示數(shù)大于 N,根本原因 (直接觀察到的不屬于根本原因 )是 。 ? 答案 2∶ 1 1∶ 3 1∶ 3 解析 由題圖可知左右兩邊力臂之比是 4∶ 2=2∶ 1,由杠桿平衡條件可知 (2G甲 +G乙 ) 2=(G甲 + 3G乙 ) 1,解方程可得 3G甲 =G乙 ,所以 1個(gè)甲球和 1個(gè)乙球的質(zhì)量之比是 1∶ 3,由于體積相同 ,由密度 公式 ρ=? ,可知甲球和乙球的密度之比也是 1∶ 3。如圖 圖 2,AO=l,根據(jù)幾何關(guān)系可知 :OE=? l,OE39。當(dāng)?shù)醣劾@ O點(diǎn)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ,阻力臂變小 ,由杠桿的平衡條件知 ,伸縮撐桿 支持力漸漸變小 ,D項(xiàng)正確。下列說(shuō)法正確的是 ? ( ) ? A點(diǎn)豎直向下施力時(shí) ,橇棒是個(gè)省力杠桿 A點(diǎn)向不同方向施力時(shí) ,力的大小都相等 A、 B兩點(diǎn)沿豎直向下方向施力時(shí) ,在 B點(diǎn)比在 A點(diǎn)費(fèi)力 答案 B 橇棒保持平衡 ,則動(dòng)力對(duì)棒的轉(zhuǎn)動(dòng)效果等于阻力對(duì)棒的轉(zhuǎn)動(dòng)效果 ,A項(xiàng)錯(cuò)誤 。 答案 (1) N (2) J J 80% 解析 (1)當(dāng)重物靜止時(shí) ,由題意得 G+G動(dòng) =3F1? (1分 ) 解得 G動(dòng) = N(1分 ) (2)動(dòng)滑輪轉(zhuǎn)過(guò) 1圈的過(guò)程中 ,重物升高的高度為 ,繩子自由端升高的高度為 W有 =G = J(1分 ) W總 =F2 = J(1分 )