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阶段训练8--简单机械
类型一 杠杆
1.以下是用开瓶器打开汽水瓶盖时的杠杆示意图,其中正确的是( )
2.“给我一个支点和一根足够长的棍,我就能撬动整个地球”。下列生产和生活中的杠杆与
阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是( )
3.停放自行车时,若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力,
将后轮略微提起。其中最省力的点是( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
4.如图所示,杠杆恰好在水平位置平衡。若每个钩码的质量相同,在下列情况下,杠杆还能
保持平衡的是( )
A.左、右钩码各向支点移动一格 B.左、右钩码各增加一倍
C.左、右钩码各减少一个 D.左、右钩码各远离支点两格
5.[2022·四川乐山]爸爸领着小梅玩跷跷板。下图中,最有可能让跷跷板在水平方向上保持
平衡的是( )
A. B. C. D.
6.如图是自卸车的示意图,车厢部分可视为杠杆,则下列分析正确的是( )
A.B点是支点,液压杆施的力是动力,货物重是阻力
B.B点是支点,物体A放在车厢前部可省力
C.B点是支点,物体A放在车厢后部可省力
D.C点是支点,物体A放在车厢前部可省力
7.如图,用细线将一根粗细均匀的硬质铜丝悬挂起来,调节
细线位置使之处于铜丝中点,此时铜丝保持水平平衡。
(1)用酒精灯给铜丝左端加热数分钟,停止加热后冷却,铜丝
的左端将 。
(2)将铜丝连同细绳取下,铜丝加热过那一端浸入稀硫酸中,
充分反应后取出,洗涤、干燥后,重新用细绳在原位置悬
挂起来,发现铜丝右端 。(两空都选填“下降”“升高”或“静止不动”)
8.学校里面常用的一种移动指示牌,侧面结构示意图如图所示,其中AB为指示牌牌面,CD
和BE为支架。指示牌被风吹倒时(风向如图所示)可看做杠
杆,则支点是 点(填图中字母);按图中所示尺寸比
例,它属于 (填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
9.如图所示,杠杆AB放在钢制圆柱亭的正中央水平凹槽CD中,
杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动,
长度AC=CD=DB,左端重物G=12N。(杠杆、细绳的质量及摩擦均
忽略不计)
(1)当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时,杠杆容易绕
________(选填“C”或“D”)点旋转。
(2)为使杠杆AB保持水平位置平衡,拉力最小值F1=________N,最大值F2=________N。
10.如图所示,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力分
别作用于水泥板的长或宽的一侧,欲使其一端抬离
地面,则F甲 F乙(选填“>”、“=”、“<”),
你的理由是 。
11.如图甲是学校重大活动时常用的伸缩隔离柱。均质底座呈圆盘形,底座直径30cm,质量
为4.5kg,厚度不计;正中立柱杆AB长75cm,其顶端A为伸缩头固定位置,伸缩头中有
可收缩的布带,内部有弹性装置固定,松手后布带会自动收回伸缩头中,收缩布带的拉
力与伸长量成正比。其结构可简化为如图乙。(g取10N/kg)
(1)将图甲中的收缩布带向右拉出时,可将隔离柱整体看成是
一根杠杆。请在图乙上画出杠杆的支点O、隔离柱受到的
拉力F1和拉力的力臂L1。
(2)在使用“标配底座”时,布带可承受的最大拉力为多少?
(3)为使布带承受更大的拉力,可对伸缩隔离柱进行怎样的改
进: 。(写出一种方法即可
12.俗话说“秤砣虽小,能压千斤”,杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图
所示的杆秤。在秤盘上不放重物时,将秤砣移至O点提纽处,杆秤恰好水平平衡,于是
小金将此处标为O刻度,当秤盘上放一个质量为2kg的物体时,秤砣移到B处,恰好能
使杆秤水平平衡,测得OA=5cm,OB=l0cm。
(1)计算秤砣的质量 。
(2)小金在B处标的刻度应为 kg,若图中OC=2OB,则C处的刻度应为 kg,
由此猜想杆秤的刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”)。
(3)当秤盘上放一个质量为2kg的物体时,若换用一个质量更大的秤砣,移动秤砣使杆
秤再次水平平衡时,其读数 (选填“<”或“>”)2kg,由此可知一杆杆秤不
能随意更换秤砣。
13.小科在学习杠杆力臂的时候,对力臂的定义为什么是支点到力的作用线的距离面不是支
点到力的作用点的距离产生了疑惑。于是,他设计了一个轻质杠杆探究以上问题,杠杆
的支点O在上方,三段硬棒的长度相等(如图所示),实验步骤如下:
步骤1;用弹簧测力计在竖直方向用力,使杠杆在水平位置平衡(如图甲),记录弹簧测力
计的示数为F1。
步骤2:保持拉力作用点不变,改变拉力的方向,仍让杠杆在水平位置平衡(如图乙),记
录弹簧测力计的示数为F2。
步骤3:保持拉力的方向不变,将杠杆下端的硬棒向上移动至A、B、C处,仍让杠杆在水
平位置平衡(如图丙),记录弹簧测力计的示分别为FA、FB、FC 。
请回答下列问题:
(1)根据图像可知F1=______。
(2)请根据F1和F2的数值比较说明力臂的定义到底是支点到力的作用线的距离还是支
点到力的作用点的距离?并说明理由:______。
(3)比较F1和FA、FB、FC的数量关系,若发现______,则能进一步支持以上结论。
类型二 滑轮
14.如图所示,用定滑轮匀速提起物体的不同方向的三种拉法,所用拉力F1、F2、F3,下列式
中正确的是( )
A.F1>F2>F3 B.F1<F2<F3 C.F2>F1>F3 D.F1=F2=F3
15.一辆汽车不小心陷进泥潭后,司机按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,
均可将汽车从泥潭中匀速拉出。比较这两个装置,下列说法正确的是( )
A.甲、乙安装的都是动滑轮,都能省力
B.甲、乙安装的都是定滑轮,都不能省力
C.甲安装的是动滑轮,能省力
D.乙安装的是动滑轮,能省力
16.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了如图所示的滑轮组装置。
当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h
随时间变化的关系分别如图丙和丁所示.(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)下列计算结
果正确的是( )
A.1s~2s内,拉力F做的功是187.5J B.0s~1s内,地面对物体的支持力是10N
C.2s~3s内,拉力F的功率是100W D.2s~3s内,滑轮组的机械效率是62.5%
17.如图,快递小哥为了把较重的货物装入运输车,用同样的器材设计了甲、乙两种方式提
升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度,忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是( )
A.甲方式可以省力
B.乙方式不能改变力的方向
C.甲、乙两种方式做的有用功相等
D.甲、乙两种方式的机械效率相等
18.采用如图所示的四种方案,在同一水平地面拉动同一重物,所用拉力最小的是( )
A. B. C. D.
19.如图所示,F1=4N ,F2=3N,此时物体相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体
A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩
擦)。下列说法错误的是( )
A.F2的功率为0.3W
B.弹簧测力计读数为6N
C.物体A和地面之间没有摩擦力
D.如果增大F2,物体A仍然静止
20.在“使用动滑轮”活动中,小科利用如图所示装置,用竖直向上的大小为10N
的拉力F使物体A匀速提升了0.1m。如果该装置的机械效率为70%,则这一
过程中,克服物体A的重力所做的功为 J,物体A增加的机械能为 J。
21.如图所示,当拉力F为5牛时,木块以0.2米/秒的速度向右做匀速直线运动。
该滑轮是 (填“定滑轮”或“动滑轮”),若滑轮重、绳重及
滑轮摩擦均不计,拉力F的功率是 。
22.同学们共同研究滑轮的特点:
(1)他们研究定滑轮特点时,做的实验如甲图所示,据此可证明:使用定滑轮 ;
(2)他们研究动滑轮特点时,用动滑轮匀速竖直提升重物,如乙图所示。据此可以证明:
使用动滑轮 。
(3)他们组装了滑轮组,发现使用滑轮组提升重物时能省力,于是他们想:利用滑轮组
提升重物能否省功呢?为此,他们进行的实验如丙图所示.实验中不用滑轮组提升
重物需做功 J,而借助滑轮组提升重物需做功 J,由此可见,借助滑
轮组提升重物能够省力却不省功,你认为此时额外做功的主要原因是 。
23.如图(滑轮组的绕绳未画出),人以 500 N 的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒,
使绳端向下移动了1.5 m,重物匀速上升了0.5 m,已知滑轮组的机械效率为 60%(g 取
10 N/kg)。
(1)按题意画出滑轮组的绕绳。
(2)人所做功的功率为多大?
(3)被吊起的重物质量为多大?
类型三 斜面
24.如图所示,斜面光滑,推力分别为F1、F2,把物体从斜面底端推至斜面顶端,所做的功
分别为W1、W2,那么( )
A.F1大于F2,W1等于W2 B.F1小于F2,W1小于W2
C.F1大于F2,W1大于W2 D.F1小于F2,W1等于W2
25.如图所示,用10ON的力F将重为150N物体匀速拉到斜面顶部,斜面高h=1m,长S=2m,
则下列说法中,错误的是( )
A.物体受到的斜面的摩擦力为25N
B.斜面的机械效率为75%
c.物体增加的重力势能为150J
D.减小斜面的倾斜程度可以增大斜面的机械效率
26.如图所示是某一科学小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表:
斜面的倾斜程度 G(N) h(m) F(N) s(m) η
较缓 10 0.1 5.0 1 20%
较陡 10 0.3 6.7 1 45%
最陡 10 0.5 8.0 1
(1)比较表中“物块重G”和“拉力F”两栏对应的数据,可知斜面是一种 (选
填“省力”或“费力”)的简单机械。
(2)当斜面最陡时,机械效率η= ,本实验得出的规律是 。
类型四 杠杆、滑轮等的综合
27.如图所示,下列简单机械中,忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦,当提起同一重物时,最
省力的是( )
A. B. C. D.
28.简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾,对垃圾桶进行了简易
改装(如图甲)。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。
图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图,
O为杠杆支点,A为绳子拉力F的作用点,B为桶盖的重心。
(1)定滑轮的作用是 ;
(2)该状态下的桶盖属于 (填“省力”、“费
力”或“等臂”)杠杆。
29.某同学制了一个可以测人体重心位置的装置,如图所示,取一块与自己等长的木板,一端固定,另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来(摩擦不计),在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡。如果该同学身高160cm、质量40kg,平躺到木板上后在托盘中再加上重为137.2N的物体,木板再次水平平衡。
(1)该装置中滑轮的作用是__________。
(2)在测人体重心之前,先“在绳子末端的托盘上放一些重物,使
木板水平平衡”,这样做的目的是 。
(3)该同学的重心位置在 。(g取9.8N/kg)
30.简单机械在我们的生活中应用广泛。请回答下列有关简单机械的问题:
(1)如图甲,物体处于静止状态,物体的重力4N,动滑
轮的重力 N,该装置的机械效率为 (不
计摩擦和绳子的自重)。
(2)如图乙是一把剪刀,在使用过程中要达到相对省力
的效果,则被剪物体应放在 (填字母“A”
或“B”)。
31.[2022·台州]晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便,转动手摇器能使横杆上升或下降
(1)安装在天花板上虚线框内的简单机械应是 。
(2)使用一段时间后,对手摇器的转轴添加润滑剂,目的是 。
(3)将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1.5米,至少对衣服做多少功?
(4)由于使用不当.造成晾衣架右侧钢丝绳受损,最多只能承受15牛的力,左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔,相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒,通过计算说明挂在哪些编号的小孔,在侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。
32.如图是汽车起重机起吊重物的示意图.吊臂OCB是杠杆,动力作用在C点,A、B是滑轮
组。将重为2.4×104N、与地面的接触面积是0.8m2的物体匀速吊起2m需要4s,滑轮组的
机械效率为80%。请解答下列问题:
(1)吊臂OCB是 杠杆。
(2)滑轮A是 滑轮。
(3)该重物放在水平地面上时,对地面的压强
是多大?
(4)起吊重物的过程中,钢索自由端拉力的功
率是多大?
参考答案及部分解析
1.D
【解析】由题意可知要想把瓶盖打开,开瓶器手柄应向上抬,也就是说动力的方向是向上的;瓶盖阻碍开瓶器的向上抬,所以阻力的方向是向下的,开瓶器顶端与瓶盖接触点为支点。
2.D
“给我一个支点和一根足够长的棍,我就能撬动整个地球”是省力杠杆,动力臂大于阻力臂,符合题意的是答案D。
3.D
【解析】根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长.若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力,将后轮略微提起,是围绕前轮与地面的接触点转动,D点的力臂最长,力最小。
4.B
5.B
【解析】爸爸的重力大于小梅的重力,那么爸爸对跷跷板的作用力大于小梅对跷跷板的作用力,据杠杆的平衡条件知,爸爸离跷跷板中心的距离应小于小梅离跷跷板中心的距离,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
6.C。
【解析】把车厢部分可视为杠杆,支点是C点,液压杆施加的力是动力,货物重力是阻力,因为阻力和动力臂一定,根据杠杆平衡条件,杠杆平衡时,阻力臂越短动力越小,越省力,所以物体A放在车厢后部更省力,故ABD错误,C正确。
7.下降 升高
8.C 省力
9.(1)D(2)6;24
【解析】(1)在B点施加向下的拉力F,那么杠杆的A端就会翘起,从而离开C点,这时杠杆与钢柱的接触点就是D点,因此它会绕D点旋转。(2)当杠杆的支点为C点时,动力臂最长,此时拉力最小;当杠杆的支点为D点时,动力臂最短,此时动力最大,根据杠杆的平衡条件列式计算即可。那么:G×AC=F1×CB;12N×1=F1×2;解得:F1=6N;当支点为D时,阻力臂为AD,动力臂为DB,那么:G×AD=F2×DB;12N×2=F2×1;解得:F2=24N。
10.等于;两种情况下,阻力相同、动力臂等于阻力臂的2倍
11.(1)如图所示:(2)9N (3)增大底座的质量 或减小杆的高度
(2)底座的重力G=mg=4.5kg×10N/kg=45N;
阻力臂L2=1/2×30cm=15cm;
动力臂L1=AB=75cm.
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,
布带可承受的最大拉力F×75cm=45N×15cm,F=9N.
(3)根据杠杆的平衡条件F1L1=G×L2可知,F1×AB=G×L2
①当其他条件不变时,拉力F1与底座的重力G成正比,因此增大底座的质量可以增大拉力;
②当其他条件不变时,拉力F1与AB成反比,因此减小杆的高度也可以增大拉力。
12.(1)1kg(2)2;4;不均匀(3)<
【解析】(1)由题知,秤盘上放一个质量为2kg的物体时,秤砣移到B处,恰好能使杆秤水平平衡,由杠杆的平衡条件有:m物g×AO=m砣g×OB ①,
秤砣的质量: m砣=AOOB×m物=5cm10cm×2kg=1kg.
(2)由题知,秤盘上不放重物时,将秤砣移至O点提纽处,杆秤恰好水平平衡,由此知O处为0刻度,秤盘上放一个质量为2kg的物体时,秤砣移到B处,恰好能使杆秤水平平衡,所以在B处标的刻度应为2kg;秤砣在C处时杆秤恰好水平平衡,此时秤盘上放的重物质量为m,则mg×AO=m砣g×OC,且OC=2OB,
所以mg×AO=m砣g×2OB ②
①÷②可得:m=4kg,
所以C处刻度应为4kg,由此猜想杆秤的刻度不均匀.
(3)当秤盘上放一个质量为2kg的物体时,若换用一个质量更大的秤砣,移动秤砣使杆
秤再次水平平衡时,由杠杆的平衡条件可知.G物×OA=G砣×1,G物×OA的值不变,G砣增大,力臂l变小,读数变小,故读数小于2kg.
13.(1)3.6,(2)右侧弹簧测力计的示数变大,根据杠杆平衡条件可知右侧的力臂变小,所以力臂的定义是支点到力的作用线的距离;(3)F1=FA=FB=FC。
【解析】(1)由图甲可知弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.6N;(2)由图乙可知弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为4.6N,从图甲到图乙,左侧钩码的重力不变,所以杠杆左侧的拉力和拉力的作用点不变,右侧拉力的作用点不变,而右侧弹簧测力计的示数变大,根据杠杆平衡条件可知右侧的力臂变小,所以力臂的定义是支点到力的作用线的距离;(3)从图甲到图丙中弹簧测力计对杠杆的拉力方向不变,若F1=FA=FB=FC,根据杠杆平衡条件可知右侧的力臂不变,则能进一步支持以上结论。
14.D 15.D
16.A
【解析】【解答】滑轮组绳子的股数n=3,则拉力F移动的距离s=3h,
(1)由图甲可知,在0~1s内,拉力F拉=30N,图乙可知,此时物体的运动速度为0,物体处于静止状态。物体受重力G和绳子向上的拉力F’,地面对重物的支持力F支=G-F’=G-(3F拉-G动)=100N-90N+G动=G动+10N,B不符合题意.
(2)在1~2s内,拉力F2=50N,重物上升高度h2=1.25m,拉力F的作用点下降的距离为s2=3h2=3×1.25m=3.75m,拉力F做的功W=F2s2=50N×3.75m=187.5J,A符合题意;
(3)由图可知,在2~3s内,重物做匀速运动,v3=2.5m/s,拉力F3=40N,绳子自由端移动速度v=3v3=3×2.5m/s=7.5m/s,拉力的功率P总=F3v=40N×7.5m/s=300W,故C错误。,D不符合题意.
17.C 18.D
19.D
【解析】A. 由图知,水平使用滑轮组,n=2,拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s,
则拉力F2做功的功率:P=F2v=3N×0.2m/s=0.6W;故A错误;
B. 不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,以左边的定滑轮为研究对象,测力计向左的拉力和3段绳子向右的拉力平衡,则弹簧测力计的示数为
F=3F2=3N×3=9N;故B错误;
C. 物体B向左做匀速直线运动,根据滑轮组的省力特点可得F2=1/2fB,则物体B受到向右的摩擦力fB=2F2=6N;
由相互作用力的知识可知,物体A受到B向左的摩擦力fA=fB=6N;
物体A静止在地面上,受力平衡;水平方向上物体A受到向右的拉力F1=4ND. 如果增大F2,B在运动过程中,B对A的压力不变、接触面的粗糙程度不变,则A和B之间的摩擦力不变,所以物体A的运动状态不会改变,即物体A仍然静止,不会向左运动,故D正确。
20.1.4 1.4
21.动滑轮 2W
22.(1)改变力的方向,但不省力;(2)省力,但不能改变力的方向;(3)0.2;0.24;动滑轮的自重或滑轮转轴处有摩擦。
【解析】(1)从甲图中可看出,三种拉力情况,每次拉力的方向都不相同.在实验过程中不断改变拉力的方向, 观察测力计的示数都为1N,等于物重,可得出结论:定滑轮可以改变力的方向,但不省力。 (2)在图乙中,拉力F=0.6N<G=1N,故使用动滑轮时省力,但不能改变力的方向。 (3)提升物体所做的有用功W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J, 使用滑轮组时所用拉力F=0.8N,弹簧测力计移动距离s=30cm=0.3m, 所做的总功W总=Fs=0.8N×0.3m=0.24J。 经比较W有用<W总,所以使用轮组不能省功, 原因是:动滑轮的自重或滑轮转轴处有摩擦。
23.(1)滑轮组绕绳方法如图所示:
(2)人所做功的功率为75W;
(3)被吊起的重物质量是90kg。
【解析】(1)因为拉力端移动的距离s=nh,
所以作用在动滑轮上绳子的段数为3。绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕,如下图所示:
(2)拉力做的功:W总=Fs=500N×1.5m=750J,拉力做功的功率:P=W总/t=750J/10s=75W;
(3)由η=W有用/W总可得有用功:W有用=W总η=750J×60%=450J,
由W有用=Gh得重物的重力:G=W有用/h=450J/0.5m=900N,
由G=mg得重物的质量:m=G/g=900N/(10N/kg)=90kg。
24.D
解:①∵斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有额外功,
∴把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A,h相同,由W=Gh可知两次做的功相同,即W1=W2,②从图可知,LBA>LCA,而W1=W2,∴F1<F2,故选D.
25.D
A选项、B选项:所做有用功W有=Gh=150N×1m=150J,拉力做的总功:W总=Fs=100N×2m=200J,所做额外功:W额=W总 W有=200J 150J=50J,
∵W额=fs∴f=W额s=50J/2m=25N,斜面机械效率:η=W有/W总×100%=150J/200J×100%=75%,故A、B正确;
C选项:重力势能W=W有=Gh=150J,故C正确;
D选项:减少倾斜度,则h变小,由η=Gh/Fs×100%知,η变小,故D错误;
故选D.
26.省力 62.5% 相同粗糙程度的斜面,倾斜程度越大,机械效率越高
27..A
【解析】忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦;
A.由图可知,动力臂是阻力臂的4倍,根据杠杆的平衡条件得到拉力F1=1/4G;
B.由图可知,动滑轮省一半的力,所以拉力F2=1/2G;
C.设斜面的高度为h,斜面长度为s,则h/s=1/2,由功的原理可得,F3s=Gh,所以F3=1/2G
D.由图可知,滑轮组绳子的有效股数为3,所以拉力F4=1/3G,
综上可知,当提起同一重物时,最省力的是A,故选A。
28.改变力的方向 省力
29.故答案为:(1)改变力的方向;
(2)消除木板重力对实验的影响;
(3)该同学的重心距支点(头顶)56cm。
解:(1)由图知,木板左边的拉力方向向上,而重物的重力方向竖直向下,所以定滑轮起到了改变力的方向的作用;
(2)若在测量重心前不将杠杆调整为水平平衡,那么在测量过程中,杠杆的阻力实际是人的重力与杠杆自重的和,这样就会影响到测量结果的准确性;所以测量前,先在托盘上放置少量的重物,来平衡杠杆的自重,排除干扰,其目的是:消除木板重力对实验的影响;
(3)G物=140N,L物=160cm=1.6m,G人=mg=40kg 9.8N/kg=392N;
由杠杆的平衡条件知:G物L物=G人L重,即:
L重=G物L物/G人=137.2N×1.6m/392N=0.56m=56cm
30.0.8 83.3% B
31.(1)定滑轮 (2)减小摩擦 (3)至少对衣服做的功为:W=Gh=20N×1.5m=30J;(4)将左侧钢丝绳和晾衣架的结合点看做支点O,衣服的重力为阻力,右侧钢丝绳的拉力为动力,设两个小孔之间的距离为L,根据杠杆的平衡条件得到:G×L2=F×L1;20N×(n-1)L=15N×(11-1)L;解得:n=8.5;因此只要n>8.5就会断裂,即编号为:9、10、11。
32.(1)费力;(2)动;(3)该重物放在水平地面上时,对地面的压强是3×104Pa;
(4)起吊重物的过程中,钢索自由端拉力的功率是1.5×104W.
【解析】
(1)由图可见,动力臂小于阻力臂,因此吊臂是费力杠杆,好处是省距离;
(2)在吊起物体时,滑轮A随物体一起运动,属于动滑轮;
(3)该重物放在水平地面上时,对地面的压力:F=G=2.4×104N,受力面积S=0.8m2,
对地面的压强:
p=F/S=2.4×104N/0.8m2=3×104Pa,
(4)有用功W有用=Gh=2.4×104N×2m=4.8×104J,
由η=W有用/W总得总功:W总=W有用/ηW=4.8×104J/80%=6×104J,
钢索自由端拉力的功率:P=W总/t=6×104J/4s=1.5×104W
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