【正文】 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。 (3)若撤去力 F1,改在杠桿右端 B處施加一個(gè)方向向下的力 F2(如圖乙所示 ),仍使杠桿平衡。 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)。 (3)沿 F2的方 向作出 F2的力的作用線 ,過 O點(diǎn)向該力的作用線作垂線 ,垂線段即該力的力臂。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 ,各拿一份 ,如圖甲所示。 ? 請(qǐng)問 : (1)從質(zhì)量角度來看 ,小猴有沒有吃虧 ?答 : 。 答案 (1)沒有 (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。 ? 考點(diǎn)二 功、功率、機(jī)械效率 1.(2022吉林長春 ,7,2分 )一位同學(xué)正在進(jìn)行投擲實(shí)心球的訓(xùn)練。手拿球靜止時(shí) ,手對(duì)球有力的作用 ,但沒有移動(dòng)距離 ,所以 A項(xiàng)不做功。將球舉起來的過程中 ,人對(duì)球有向上的力 ,而且球在力的方向上通過了距離 ,所以對(duì)球做 了功 ,C項(xiàng)對(duì)。 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 。 Wt3.(2022湖南常德 ,10,3分 )如圖所示 ,用動(dòng)滑輪把一個(gè)物體勻速拉起 ,不計(jì)摩擦 ,則下列說法正確 的是 ? ( ) ,滑輪的機(jī)械效率越高 ,滑輪的機(jī)械效率越高 答案 C 根據(jù)功的原理可知 ,使用任何機(jī)械都不省功 ,A項(xiàng)錯(cuò)。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, 說明效率與物體上升距離無關(guān) ,所以 C項(xiàng)正確 ,D項(xiàng)錯(cuò)。 4.(2022廣東廣州 ,19)如圖所示 ,手用 F1的力直接將物體 B勻速提升 h,F1做功為 300 J。 ? 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。 WW 有總3 0 0 J30%5.(2022陜西 ,33,7分 )如圖是一臺(tái)兩棲履帶起重機(jī) ,它可以在陸地和水深不超過 面行駛工作。 (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。解法二有一定的綜合 性 ,適于能力較強(qiáng)的同學(xué)?，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 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(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)。 (2)物體在海底時(shí)的深度 。 (4)物體在海面下勻速上升過程中 ,該滑輪組的機(jī)械效率 (不計(jì)動(dòng)滑輪體積 )。 (2)由題圖知 ,n=5,物體升高的速度 v物 =? v1=? m/s= m/s, 由題意可得 ,物體在海底時(shí)的深度 h=v物 t= m/s 5 60 s=30 m。 (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。 由題知 ,物體離開水面后電動(dòng)機(jī)的輸出功率比物體在海水中時(shí)增大了 12%, 即 P2=P1(1+12%), 代入數(shù)據(jù)可得 F2 m/s=F1 m/s(1+12%), 解得 F2=? F1, 由圖知 ,n=5,不計(jì)繩重和摩擦 ,兩次的拉力分別為 F1=? (GF浮 +G輪 ),F2=? (G+G輪 ), 可得 ? (G+G輪 )=? ? (GF浮 +G輪 ), 解得 G輪 =8F浮 G=8 1 000 N7 600 N=400 N, 物體在海面下勻速上升過程中 ,動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力 (GF浮 )所做的功為有用功 ,不計(jì)繩重和摩 擦 ,克服動(dòng)滑輪重力做功為額外功 , 此過程中該滑輪組的機(jī)械效率 η=? =? =? =? ≈ %。 (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。 (3)如果物體完全浸入水中后滑輪的機(jī)械效率為 η2,已知 η1∶ η2=4∶ 3(物體在水中仍勻速下降 , 動(dòng)滑輪不會(huì)浸入水中且不計(jì)繩重及摩擦 ,g=10 N/kg)。 ? 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(jī)械效率 η1=? 100%=? 100%=80%。=60 N。 39。39。39。+G動(dòng) 則人對(duì)繩子的拉力 F拉 =F繩 =? (F39。拉 也為 25 N。拉 =500 N+25 N=525 N 因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的 ,則人對(duì)地面的壓力為 525 N。 (2)該滑輪組的機(jī)械效率是多少。 答案 (1)5 400 J (2)90% (3)300 N 解析 (1)W有 =Gh=2 700 N 2 m=5 400 J (2)W總 =Fs=750 N 2 m 4=6 000 J η=? =? =90% (3)G動(dòng) =4FG=4 750 N2 700 N=300 N。s=750 N 4 2 m=6 000 J W有 =η GFn? 700N750N 4?考點(diǎn)一 簡單機(jī)械 三年模擬 1.(2022湖南長沙三模 ,8)使用如圖所示的裝置提升同一個(gè)物體 ,(不計(jì)滑輪重和摩擦 )最省力的 裝置是 ? ( ) ? 答案 D 在不計(jì)滑輪重和摩擦的情況下 ,A裝置是定滑輪 ,由定滑輪的特點(diǎn)可知 ,不省力 ,即 F1=G。C裝置是滑輪組 ,吊起動(dòng)滑輪 的繩子有 2股 ,則 F3=? G。綜上可知 ,在滑 輪重及摩擦不計(jì)的情況下最省力的是 D。②羊角錘在使用過程中 ,動(dòng) 力臂大于阻力臂 ,是省力杠桿 。④核桃夾 在使用過程中 ,動(dòng)力臂大于阻力臂 ,是省力杠桿。 3.(2022湖南岳陽一模 ,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。 ? 89OAOB38答案 3 103 解析 當(dāng)石塊 B沒有浸入水中時(shí) , GAOB? ① ? =? ? ② 聯(lián)立①②兩式可得 ? =? 。OA=(GBF浮 ) 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 。你認(rèn)為他的結(jié)論 (選填“可靠”或“不可 靠” ),理由是 。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” )。實(shí)驗(yàn)前先 要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡 ,施加的動(dòng)力和阻力的方向都是豎直方向 ,是為了便于測(cè)量力臂的 長度。 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 。 (3)設(shè)杠桿上一格的長度為 L,杠桿在水平位置平衡 ,彈簧測(cè)力計(jì)拉力 F的方向豎直向上 ,由 F1L1= F2L2得 N 3 6L=F 4L,解得 F= N。 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”。當(dāng)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡后 ,在 A點(diǎn)懸掛兩個(gè)鉤碼 ,要使杠桿在水平位 置平衡 ,需在 B點(diǎn)懸掛 個(gè)鉤碼 。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” )。 根據(jù)杠桿平衡條件 F1L1=F2L2得 , 1 N 3L=FC 4L, 所以 FC= N。 考點(diǎn)二 功、功率、機(jī)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(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。 3.(2022湖南長沙七模 ,26)用如圖所示的滑輪組在 15 s內(nèi)將重 1 000 N的物體勻速提升了 3 m,人 對(duì)繩子自由端施加的拉力 F為 400 N,不計(jì)繩重和摩擦。 v物 =? =? = m/s,故 B正確。 同一滑輪組提升重物時(shí) ,物體越重 ,滑輪組機(jī)械效率越高 ,故 D正確。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。 C正確。下列說法正 確的是 ? ( ) ? 答案 C 從圖像中可看出 ,相同時(shí)間內(nèi)第一次通過的路程大于第二次 ,所以第一次的速度大 于第二次的速度。兩次實(shí)驗(yàn) ,木塊受到的均為滑動(dòng)摩擦力 ,大小相等 ,故 B錯(cuò)誤 。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。 ? 答案 20 N 6 W 解析 因?yàn)槲矬w在水平桌面上勻速運(yùn)動(dòng) ,所以物體受的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力 ,大小相等 , 即 F拉 =f=60 N。 水平拉力的功率 : P=? =? =Fv=F 3 v物 =20 N 3 m/s=6 W。若實(shí)心球重 20 N,從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到落地點(diǎn)的過程中 ,球下降的高度為 m,用時(shí)約 s,則 球下降過程中重力做功為 J,功率為 W。 (2)重力做功功率 :P=? =? =72 W。 (2)當(dāng)物體 A露出水面的體積為 24 dm3時(shí) ,物體 A受到的浮力為 : F39。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。浮 =1 200 N260 N=940 N, 滑輪組機(jī)械效率不變 ,所以滑輪組所繞繩子能承受的最大拉力為 : F最大 =? =? ≈ 336 N。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(shí)間為 10 s,沿斜面向上的推力為 300 N,斜面長 10 m,高 5 m。 工人做的有用功 W有用 =Gh=500 N 5 m=2 500 J。 (3)斜面的機(jī)械效率 η=? =? 100%≈ %。求 :(g取 10 N/kg) ? (1)物體 M的重力 。 (3)滑輪組提升重物的機(jī)械效率 。 答案 (1)800 N (2)740 N (3)% (4)60 N 解析 (1)物體 M的重力 G物 =mg=80 kg 10 N/kg=800 N。 (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%=? 10