【正文】 (3)由 v=? 得 , 物體運動的時間 t=? =? =20 s, 根據(jù)圖乙可知 ,此時繩自由端拉力 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械效率 η=? 100%=? 100%=%。 (3)滑輪組提升重物的機械效率 。 (3)斜面的機械效率 η=? =? 100%≈ %。4F?η? 拉940N70%?9.(2022湖南益陽一模 ,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 ,所用時間為 10 s,沿斜面向上的推力為 300 N,斜面長 10 m,高 5 m。排 = 103 kg/m3 10 N/kg (5024) 103 m3=260 N, 動滑輪掛鉤受到向下的拉力為 : F39。 (2)重力做功功率 :P=? =? =72 W。 水平拉力的功率 : P=? =? =Fv=F 3 v物 =20 N 3 m/s=6 W。從圖乙中可以看出 ,第一次木 塊運動的速度較大 ,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 錯誤。下列說法正 確的是 ? ( ) ? 答案 C 從圖像中可看出 ,相同時間內(nèi)第一次通過的路程大于第二次 ,所以第一次的速度大 于第二次的速度。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。 v物 =? =? = m/s,故 B正確。 考點二 功、功率、機械效率 1.(2022湖南岳陽二模 ,15)如圖所示 ,用下列裝置提升同一重物 ,若每個滑輪重相同 ,不計繩重及 摩擦 ,則機械效率最高的裝置是 ? ( ) ? 答案 A 若不計繩重及摩擦 ,使用 A裝置時 ,所做額外功為 0,機械效率最高 ,故選 A。若將彈簧測力計拉力的方向改為在 C 點斜向左上方拉杠桿 ,使杠桿仍然在水平位置平衡 ,則彈簧測力計的讀數(shù)將 (選填 “變大”、“變小”或“不變” )。 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”。 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 。如果保持彈簧測力計拉力作用點的位置不變 ,把彈簧測力計沿虛線方向拉 ,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” )。 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驗中 : ? (1)杠桿的位置如圖 a所示 ,此時應調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母使其向 (選填“左”或“右” ) 移動 ,使杠桿在水平位置平衡 ,實驗時 ,施加的動力和阻力的方向都是豎直方向 ,這樣做的好處 是 。OB? ① ? =? ? ② 聯(lián)立①②兩式可得 ? =? 。 3.(2022湖南岳陽一模 ,24)杠桿 AB可繞支點 O自由轉(zhuǎn)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羊角錘在使用過程中 ,動 力臂大于阻力臂 ,是省力杠桿 。C裝置是滑輪組 ,吊起動滑輪 的繩子有 2股 ,則 F3=? G。s=750 N 4 2 m=6 000 J W有 =η (2)該滑輪組的機械效率是多少。拉 也為 25 N。39。 39。 ? 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%。 (物體未浸入水中 ,且不計繩重及摩擦 ) (1)求工人放繩的速度。 (4)物體重力 G=mg=ρ物 gV= 103 kg/m3 10 N/kg m3=7 600 N, 設物體在水中時電動機的功率為 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。 (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 )?，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)當起重機吊起 105 N的貨物時 ,貨物勻速升高 15 m用時 40 s。 ? 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。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(guān) ,所以 C項正確 ,D項錯。 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 。手拿球靜止時 ,手對球有力的作用 ,但沒有移動距離 ,所以 A項不做功。 答案 (1)沒有 (2)小于 大于 解析 如圖 ,三角形石塊 O點處為杠桿支點 ,GA與 GB的力臂分別為 LA和 LB,如圖所示。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 ,使胡蘿卜靜止時保持水平 , 然后沿支點處豎直切開 ,各拿一份 ,如圖甲所示。 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(diào)節(jié)。 ? (1)小剛將杠桿中點置于支架上 ,當杠桿靜止時 ,發(fā)現(xiàn)杠桿的左端上翹 ,此時 ,他應將杠桿兩端的 平衡螺母向 (選填“左”或“右” )調(diào)節(jié) ,使杠桿在水平位置平衡。 (3)題圖丙中 ,拉力向右傾斜 ,此時拉力的力臂變小 ,根據(jù)杠桿的平衡條件 ,拉力的力臂變小 ,則拉 力變大。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 。 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 。 ? 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個甲球和 1個乙球的質(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。=? l,所以 ,根據(jù)杠桿平衡條件 F1 OE=G OC,杠桿水 平時 ,F1=? G,把杠桿拉起到與水平面的夾角為 30176。如圖 圖 2,AO=l,根據(jù)幾何關(guān)系可知 :OE=? l,OE39。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。當?shù)醣劾@ O點緩慢轉(zhuǎn)動時 ,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項正確。正確選項為 B。下列說法正確的是 ? ( ) ? A點豎直向下施力時 ,橇棒是個省力杠桿 A點向不同方向施力時 ,力的大小都相等 A、 B兩點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(zhuǎn)動效果等于阻力對棒的轉(zhuǎn)動效果 ,A項錯誤 。 知識歸納 杠桿分類 :L1L2,則 F1F2,省力杠桿 。 答案 (1) N (2) J J 80% 解析 (1)當重物靜止時 ,由題意得 G+G動 =3F1? (1分 ) 解得 G動 = N(1分 ) (2)動滑輪轉(zhuǎn)過 1圈的過程中 ,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 ) η=W有 /W總 =80%? (1分 ) (其他方法解答只要正確均可 ) 易錯警示 動滑輪轉(zhuǎn)動 1圈 ,不考慮動滑輪打滑 ,則 s=,h=? C。 2GG?物 輪100N 20N2?8.(2022新疆烏魯木齊 ,20,5分 )如圖所示裝置是實驗室中用輕繩繞成的滑輪組。機械效率 :η甲 η乙 答案 C 題中甲是定滑輪 ,乙是動滑輪。則 ? ( ) ? :F甲 F乙 。 6.(2022內(nèi)蒙古包頭 ,6,3分 )如圖甲所示 ,木塊放在水平面上 ,用彈簧測力計沿水平方向拉木塊使 其做直線運動 ,兩次拉動木塊得到的 st關(guān)系圖像如圖乙所示。 Wh額6 0 0 J3mW 有總2 43 00 J5.(2022江蘇泰州 ,25,2分 )根據(jù)如圖所示的幾個情景 ,下列說法正確的是 ? ( ) ? ,女孩對箱子做了功 ,但司機對汽車做了功 ,吊車對貨物做了功 ,運動員對足球做了功 答案 A 女孩搬起一個箱子 ,女孩對箱子有力的作用 ,且沿力的方向運動了一段距離 ,所以女 孩對箱子做了功 ,故 A正確 。所做總功為 W總 =Fs=500 N 6 m=3 000 J。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、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。 已知時間相同 ,由公式 P=? 知 ,P甲總 P乙總 ,故 A錯誤 。 若重物上升高度為 h,則兩滑輪組中繩端移動的距離分別為 s甲 =3h,s乙 =4h。PQ段拉力 F2為 200 N,F2做的功為 W2,功率為 P2。 (3)鐵 架臺的自重不會影響力和力臂 ,故不會帶來實驗誤差。 (4)小周同學所在實驗小組在完成規(guī)定實驗后 ,他們想進一步探究 ,如果杠桿受到 F F3兩個阻 力 ,結(jié)果會怎樣 ?通過實驗 ,他們得到了圖乙所示的結(jié)果。 6.(2022四川成都 ,A27,8分 )在“探究杠桿的平衡條件”實驗中 ,每個鉤碼重力相等 ,杠桿刻度均 勻。 (不計機械的自重及 摩擦 ) ? 答案 甲 省力 解析 兩圖中的滑輪都屬于動滑輪 ,但使用的方式不同 ,假設船受到水的阻力是 f,不計機械自 重及摩擦 ,則 F甲 =f/2,F乙 =2f,所以方案甲更省力 ,所以應選用方案甲。作用在 A點的力與 OA垂直時力臂最長 ,L1=OA。請 畫出 使箱子在圖示位置靜止時 ,施加在端點 A的最小作用力 F的示意圖 ,且 F= N。 3.(2022寧夏 ,26,3分 )如圖所示 ,起瓶器開啟瓶蓋時 ,可看做是 ? ( ) ? A為支點的費力杠桿 A為支點的省力杠桿 B為支點的費力杠桿 B為支點的省力杠桿 答案 B 為開啟瓶蓋 ,應將瓶蓋邊緣的 B點撬起 ,所以應以 A點為支點 ,手握起瓶器末端向上抬 起。 若力施加在 A點 ,最小的力為 FA。 ,動力臂大于阻力臂 ,是省力杠桿 。 (2)運動員下落的高度為 h=s=300 m, 重力做的功 :W=Gh=500 N 300 m= 105 J。 ? 答案 (1)10 m/s (2) 105 J (3)3 103 W 解析 (1)由題可知 ,運動員在 0~15 s下落的路程為