【正文】 沿豎直向下方向施力時 ,在 B點比在 A點費力 答案 B 橇棒保持平衡 ,則動力對棒的轉動效果等于阻力對棒的轉動效果 ,A項錯誤 。如圖 圖 2,AO=l,根據(jù)幾何關系可知 :OE=? l,OE39。如丙圖所示 ,把乙圖 a點的鉤碼取下 ,換用彈簧測力計使杠桿再次平 衡時 ,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 。小猴 提出分配方案 :將胡蘿卜放在三角形石塊的尖端 ,調節(jié)胡蘿卜位置 ,使胡蘿卜靜止時保持水平 , 然后沿支點處豎直切開 ,各拿一份 ,如圖甲所示。根據(jù)機械效率公式 :η=? =? =? =? =? = ? =? ,從公式中可以看出 m動 一定時 ,m物 越大 ,效率越高 ,公式中約去物體上升距離 h, 說明效率與物體上升距離無關 ,所以 C項正確 ,D項錯。 (4)物體在海面下勻速上升過程中 ,該滑輪組的機械效率 (不計動滑輪體積 )。 39。s=750 N 4 2 m=6 000 J W有 =ηOB? ① ? =? ? ② 聯(lián)立①②兩式可得 ? =? 。 5.(2022湖南婁底婁星區(qū)一模 ,19)小明利用刻度均勻的輕質杠桿探究“杠桿的平衡條件”。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 做功所用時間相同 ,那么要比較功率 ,只要計算出二者的做功大小即可。 (2)重力做功功率 :P=? =? =72 W。 (3)滑輪組提升重物的機械效率 。 (3)斜面的機械效率 η=? =? 100%≈ %。 水平拉力的功率 : P=? =? =Fv=F 3 v物 =20 N 3 m/s=6 W。 v物 =? =? = m/s,故 B正確。 杠桿在水平位置平衡 ,并且動力和阻力垂直作用在杠桿上 ,此時動力臂和阻力臂都在杠桿上 , “動力 動力作用點到支點的距離 =阻力 阻力作用點到支點的距離”成立 。 3.(2022湖南岳陽一模 ,24)杠桿 AB可繞支點 O自由轉動 ,將金屬塊用細繩懸掛在杠桿 A端 ,把石塊 用細繩懸掛在杠桿 B端時 ,杠桿恰好在水平位置平衡 ,如圖所示。 (2)該滑輪組的機械效率是多少。 ? 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 滑輪組的機械效率 η1=? 100%=? 100%=80%?，F(xiàn)電動機帶動鋼絲繩自由端以 m/s的速度勻速拉動滑輪組 ,經(jīng)過 5 min將體積為 m3的物體由海底提升到海面 ,物體離開海 面后鋼絲繩自由端的速度變?yōu)? m/s,此時電動機的輸出功率比物體在海水中時增大了 12% (不計物體的高度、繩重和摩擦 ,ρ物 = 103 kg/m3,g取 10 N/kg,ρ海水 取 103 kg/m3)。 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 動方向始終一致 ,運動時間 tabtcd,運動距離 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拉力 F相等 ,運動距離 sab=scd,所以 ab段 與 cd段所做的功相等 。 答案 (1)左 (2)2 (3)如圖所示 ? 解析 (1)杠桿靜止時 ,發(fā)現(xiàn)杠桿的左端上翹 ,故應把平衡螺母向左調節(jié)。 答案 (1)定 (2)阻力 解析 (1)國旗桿上的滑輪為定滑輪 ,利用它來升國旗 ,可以改變施加力的方向 。已知細桿處于水平位置時 ,繩上拉力為 F1,當 拉至細桿與水平面夾角 θ為 30176。 知識歸納 杠桿分類 :L1L2,則 F1F2,省力杠桿 。則 ? ( ) ? :F甲 F乙 。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、終點均相同 ,即高度 h相同 ,媽媽體重是 小明的 2倍 ,故 W1∶ W2=2∶ 1,A、 B錯誤。 (3)鐵 架臺的自重不會影響力和力臂 ,故不會帶來實驗誤差。作用在 A點的力與 OA垂直時力臂最長 ,L1=OA。 ,動力臂大于阻力臂 ,是省力杠桿 。h物 =3 1 m=3 m (2)有用功 W有用 =G ? 答案 (1)50 (2)40 (3)增加 解析 (1)由圖知 ,n=2, 因滑輪質量、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。 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 。 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 到一個結論或規(guī)律 ),驗證實驗 (驗證一個結論或規(guī)律的正確性 )。 (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, 杠桿質量、刻度分布均勻 )。 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點在豎直平面內轉動 ,OA∶ OB= 1∶ 4,質量為 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。 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。 解題關鍵 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。 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 。B選項 ,拉力豎直向上 ,與通過的距離垂直 ,沒 有做功 ,故錯誤 。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)此滑輪組的機械效率 。 (3)勻速下降時 ,重力做功的功率 : P=Fv=Gv=500 N 6 m/s=3 103 W。 ? 答案 如圖 24 ? 解析 把旅行箱看做一個杠桿。根據(jù)這個結果 ,可以初步得到 ,在這種 情況下杠桿的平衡條件為 :F1L1= 。 已知 F1=F2,所以省力情況相同 ,故 C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。 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=? =? 。 評析 本題考查的是杠桿的利用 ,看似簡單 ,其實難度并不小。 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)如圖甲所示 ,若每個鉤碼重 N,且杠桿上每格相等 ,小明在杠桿左端圖示位置處掛上 3個鉤 碼 ,為使杠桿在水平位置平衡 ,他在圖中 A處施加一個方向向上的力 F1,此力大小至少為 N。 B項中 ,人對球的力 的方向豎直向上 ,而球在水平方向運動 ,球沒有在力的方向上通過距離 ,所以手沒有對球做功 ,B 項錯。若滑輪組的機械效率為 75%,滑輪組上繩子自由端的拉力及拉力的功率各是多少 ? 答案 (1)壓強 (2) 105 N 105 W 解析 (2)解法一 提升重物時做的有用功 W有 =G物 h= 105 N 15 m= 106 J(1分 ) 由 η=? 100%得 ,拉力做的總功 W總 =? =? = 106 J(1分 ) 由 W=Fs得 ,拉力 F=? =? =? = 105 N(2分 ) 拉力做功的功率 P=? =? = 105 W(2分 ) 解法二 由 η=? 100%=? 100%=? 100%得 ,拉力 F=? =? = 105 N(3分 ) 繩子自由端移動的速度 WW 有總Wη有 10 J75%?s總2 h總 10 J2 15m??t總 10 J40s?W 有總GhFs物2G F物2G η物 10 N75%??v=? =? =? = m/s(1分 ) 則拉力做功的功率 P=? =Fv= 105 N m/s= 105 W(2分 ) st2 ht2 15m40s?Wt總評析 解法一為傳統(tǒng)做法 ,思路清晰、規(guī)范 ,適于大多數(shù)同學的解題思路 。 (2)求滑輪組的效率 η1。 人的重力為 G人 =m人 g=50 kg 10 N/kg=500 N 對人進行受力分析可知 ,人受到豎直向上的支持力 F支 =G人 +F39。③筷子在使用過程中 ,動力臂小于阻力臂 ,是費力杠桿 。 答案 (1)右 便于測量力臂 (2)不可靠 理由見解析 (3) 變大 解析 (1)杠桿左端下沉 ,為了使它的水平位置平衡 ,應將杠桿兩端的螺母向右調節(jié) 。 2.(2022湖南長沙四模 ,11)下列關于功的說法中 ,正確的是 ? ( ) ,這個力就一定對物體做了功 ,就一定有力對物體做了功 ,就一定有力對物體做功 ,沒有對物體做功 答案 D 判斷一個力是否對物體做功的依據(jù)是功的兩個必要因素 ,即作用在物體上的力和 物體在力的方向上移動的距離 ,故 D正確。 WtFst6.(2022湖南常德澧縣一模 ,19)在水平桌面上放一個重 300 N的物體 ,物體與桌面間的摩擦力為 60 N,如圖所示 ,若不考慮繩的重力和繩的摩擦 ,使物體以 m/s勻速移動時 ,水平拉力 F為 ,其功率的大小為 。 g取 10 N/kg,求 : ? (1)工人把貨物推到斜面頂端做的有用功是多少 ? (2)此過程推力做了多少功 ? (3)斜面的機械效率是多少 ? 答案 (1)2 500 J (2)3 000 J (3)% 解析 (1)貨物受到的重力 G=mg=50 kg 10 N/kg=500 N。 (2)由于物體未露出水面 ,完全浸在水中 ,所以 V排 =V物 F浮 =ρ水 gV排 =ρ水 gV物 =1 103 kg/m3 10 N/kg 6 103 m3=60 N, 當物體 M在水中勻速上升時受物體的重力、浮力和動滑輪下端繩子的拉力三個力的作用 ,處 于平衡 , F繩 =G物 F浮 =800 N60 N=740 N。浮 =ρ水 gV39。 Wt125.(2022湖南株洲二模 ,11)如甲圖所示 ,小明用彈簧測力計拉木塊 ,使它先后兩次沿水平木板勻 速滑動相同的距離 ,乙圖是他兩次拉動同一木塊得到的距離隨時間變化的圖像。只取走懸掛在 B點的鉤碼 ,改用彈簧測力計在 C點豎直向 上拉 ,使杠桿在水平位置平衡 ,測得的拉力為 N。OB? ④ 且 F拉 =? GB? ⑤ F浮 =ρ水 gV排 =ρ水 g? =? ? ⑥ 聯(lián)立③④⑤⑥四式可得 ρ石 =3 103 kg/m3。B裝置是動滑輪 ,由動滑輪的特點可知 ,省一半的力 ,即 F2=? G。 FhF h G h?動39。 (3)物體在海底時受到海水的壓強 p=ρ海水 gh= 103 kg/m3 10 N/kg 30 m=3 105 Pa。若借助滑輪 組把 B勻速提升相同高度 ,滑輪組機械效率是 30%,則 F2做功為 J。 (2)從圖乙可