2025中考科学备考集训23:简单机械
一.选择题(共15小题)
1.如图所示的杠杆中,属于省力杠杆的是( )
A.天平 B.筷子
C.钓鱼竿 D.铡刀
2.小龙利用轻薄的硬铁片,通过弯折、焊接等方法设计并制作一款结构稳定、适合拍摄桌面的手机支架。如图实物模型中,手机不能保持稳定的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,O为轻质杠杆的支点,B点挂一重物,为使杠杆在水平位置平衡,若在B点或在A点施加一个力并使该力最小,该力应沿( )
A.F1方向 B.F2方向 C.F3方向 D.F4方向
4.如图所示,按下筷子盒M处时,筷子就会从出口滚出。若忽略筷子的压力,能正确表示按下筷子盒M处时的杠杆示意图是( )
A. B.
C. D.
5.如图,用竖直向上的力F抬起一根放在水平地面上的均匀木棒的一端,使木棒能够绕另一端转动,关于这一过程的下列说法正确的是( )
A.F的力臂逐渐变小
B.F逐渐变小
C.F和它相应的力臂的乘积保持不变
D.木棒具有的机械能保持不变
6.拉渡船是一种用人力拉动绳索使船体前进的摆渡工具。下列图示的四种拉渡方案中,最省力的是( )
A.
B.
C.
D.
7.小乐用如图所示的两种方式竖直匀速提升某物体,且都使物体上升了2m。已知物体重200N,滑轮重40N,提升时的拉力分别为F甲和F乙。若不计绳重和摩擦,则在提升过程中( )
A.F甲=240N
B.F甲做的功为240J
C.F乙向上移动距离为4m
D.F乙所做的功为440J
8.如图所示,在水平拉力F的作用下重100N的物体A,沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧秤B的示数为10N,则拉力F的大小为( )N,物体A与水平桌面的摩擦力大小( )N。
A.200N;10N B.200N;20N C.20N;10N D.20N;20N
9.下列杠杆在使用时为了省距离的是( )
A.起子 B.道钉撬
C.筷子 D.钢丝钳
10.网上分享的开瓶方式有很多,如图是其中的两种不同的开瓶方式,下列关于这两种方法的说法不正确的是( )
A.图甲、乙的开瓶器都可视为省力杠杆
B.图甲、乙中杠杆的支点均为B点
C.图甲中杠杆的动力臂为AC,图乙中杠杆的动力臂为AB
D.使用时图甲用力方向为顺时针转,图乙为逆时针转
11.一辆车不小心陷进了泥潭中,小科按如图甲、乙两种方法均可将车从泥潭中拉出。如果车受到的阻力为800牛,则下列说法正确的是( )
A.甲可以省力
B.乙能改变力的方向
C.甲所用的力至少400牛
D.乙所用的力至少400牛
12.如图所示,小刘在做探究杠杆平衡条件的实验时,杠杆处于平衡状态;若将左侧增加2个钩码,右侧增加1个钩码,则杠杆会( )
A.仍然平衡 B.向左端倾斜
C.向右端倾斜 D.无法判断
13.一次聚会中,小科看到餐桌上一个自动拾取牙签盒很有趣,如图甲所示,当按下顶上的圆柱体按钮,松手时,一根牙签就从盖子上的一个小孔中冒出,于是他拆开发现内部结构示意图如图乙。下列说法错误的是( )
A.图乙中杆AOD可看作杠杆,D处是可伸缩的弹簧
B.当按下按钮时,按钮作用在B点使之绕着O点逆时针转动
C.当松开按钮时,D点处受到向下的力,使A端翘起将牙签送出
D.将牙签送出时,杆AOD相当于省力杠杆
14.小金用如图滑轮组提起一个重物,已知重物重力为G,小金重力为500N,不计绳子与滑轮之间的摩擦力。以下说法中正确的是( )
A.若不计滑轮重力,小金可以提起的重物最大重力不超过500N
B.若小金将绳子竖直向下拉动2m,则重物可以提升4m
C.若G=600N时,滑轮组的机械效率为75%,则动滑轮的重力为200N
D.若小金向右拉动绳子,所需的拉力将会逐渐增大
15.如图所示,轻质杠杆AB可绕O点自由转动。当杠杆A端的甲物块悬空;B端的乙球浸没在水中时(不碰容器底和壁),杠杆恰好水平平衡,A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知OA:OB=1:2,甲物块重400N,乙球体积为1×10﹣2m3,g取10N/kg。下列说法中正确的是( )
A.乙球受到的浮力为10N
B.杠杆B端所受的拉力为100N
C.乙球的重力为300N
D.乙球的密度为2×103kg/m3
二.填空题(共5小题)
16.年糕是我国汉族的传统食物,属于农历新年的应时食品。如图是切年糕的机器,请回答下面的问题。
(1)该机器属于 杠杆。(选填“省力”或“费力”)
(2)小明切年糕时想要更加轻松,应将年糕靠近 端。(选填“A”或“B”)
17.共享单车不但为出行带来很大方便,而且还健康、环保。如图是车篮子示意图,CAB可视为一个杠杆,AC长24厘米,AB长6厘米。若以A为支点,物体放在篮子中心C点,则
(1)紧固螺丝B处对篮子的作用力方向是 (选填“F1”、“F2”或“F3”)。
(2)若不计车篮子自身重力,车篮子载物20牛时,B处受力大小约为 牛。
18.如图所示,物体A置于水平桌面上,装置保持静止,物体A重100N,物体B重10N。不计绳重、滑轮自重及摩擦,物体A受到的摩擦力方向 (选填“水平向左”或“水平向右”),大小为 N。
19.定滑轮的实质是一个等臂杠杆,动滑轮的实质是一个 杠杆。如图,利用定滑轮匀速提升重物G,需要拉力F或F‘,F和F‘大小的关系是F F‘(填大于、小于、等于)
20.如图所示,OAB是杠杆,OA与BA垂直,在OA的中点挂一个20N的重物,加在B点的动力F1始终使OA在水平位置保持静止(杠杆重力及摩擦均不计)。
(1)当F1竖直向上时,F1的大小为 N;
(2)当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时,动力F1的大小变化是 (选填“变小”、“变大”、“先变小后变大”或“先变大后变小”)。
三.实验探究题(共3小题)
21.在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有:杠杆(杠杆上每小格长为2cm)、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验时,使杠杆在 位置平衡,应将如图甲所示杠杆左端的平衡螺母适当往 (选填“左”或“右”)调。
(2)杠杆在水平位置平衡后,小明在杠杆A点处挂上2个钩码,做为动力F1,B点处挂上1个钩码,做为阻力F2,杠杆恰好在水平位置平衡,如图乙所示,分别测量出两个力的力臂L1和L2,计算后发现:F1L1=F2L2,便得出杠杆的平衡条件是F1L1=F2L2.但小红认为小明这种实验处理方法是不完善的,理由是 。
(3)接着,小明提出新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明利用如图丙所示装置进行探究,在杠杆D点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在C点处竖直向上拉使杠杆在水平位置处于平衡状态,此时弹簧测力数如图丙所示,则弹簧测力计的拉力是 N.以弹簧测力计的拉力
为动力F1′,钩码重力为阻力F2′,多次调整力和力臂的大小进行测量,发现:F1′L1′总是大于F2′L2′,其原因主要是受 作用的影响。
(4)小明将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点,使杠杆仍在水平位置平衡,如图丁所示,请推算:此时弹簧测力计的拉力是 N。
22.杆秤(如图甲)是我国古老的衡量工具,现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下,动手制作量程为20克的杆秤(如图乙)。
【制作步骤】
①做秤杆:选取一根筷子,在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”。
②挂秤盘:取一个小纸杯,剪去上部四分之三,系上细绳,固定在秤杆的“A”处。
③系秤纽:在秤杆的“B”处系上绳子。
④标零线:将5克的砝码系上细绳制成秤砣,挂到秤纽的右边,手提秤纽,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上“0”。
⑤定刻度:……
【交流评价】
(1)当在秤盘上放置物体称量时,秤砣应从“0”刻度向 侧移动。
(2)不改变杆秤长度情况下,如何能够增大量程 。
(3)根据杠杆平衡条件可知,杆秤的刻度是均匀的。定刻度时,小科和小思采用不同的方法,你认为 的方法更合理。
小科:先在秤盘上放1克物体,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上1;然后在秤盘上放2克物体……;按上述方法直到标出所有刻度。
小思:在秤盘上放20克物体,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上20,0和20之间分为20等份,依次标上相应刻度。
23.学习了杠杆的相关知识后,某项目学习小组想设计制作一款能测量液体密度的杆秤。
【制作原理】按图制作好杆秤,在提纽O的右侧的细木条上标出密度值,用杆秤测量不同液体的密度。
【选择材料】
(1)若要用自制杆秤测量实验室中常见溶液的密度,现有等体积的铝块和铜块,应该选择哪种材料作为浸没在待测液体中的金属块,并说明理由? 。
【标定刻度】
标定零刻度:金属块置于空气中,提起提纽,移动钩码,当秤杆水平平衡时用笔将此时钩码的悬挂点B标记为“0”刻度(单位:g/cm3)。
标定其他刻度:将金属块依次浸没在小组事先准备的密度为1g/cm3和2g/cm3的液体中(金属块不碰底),提起提纽,移动钩码,当秤杆水平平衡时用笔将钩码的悬挂点标记为相应刻度。
(2)根据上述已标定的刻度,仅利用直尺和笔,请你说明如何操作能进一步在杆秤上标出1.5g/cm3的刻度? 。
【实际测量】利用自制的杆秤测量不同液体的密度。
【迭代改进】
(3)若要提高该杆秤的精确度,请提出一种改进方法? 。
四.计算题(共3小题)
24.小和尚甲、乙将总质量30kg的水桶(含水)用轻绳悬于轻质木棍的O点,分别在A、B点以竖直向上的力共同抬起木棍,如图,已知AO:BO=3:2,忽略手对木棍的作用力。
(1)将水桶从地面缓缓抬起50cm,至少需克服水桶(包括水)的重力做功多少?(g=10N/kg)
(2)若抬起水桶后木棍保持水平,小和尚乙肩部所受压力为多大?
25.如图,杠杆在水平位置平衡,物体M1重为500N,OA:OB=2:3,每个滑轮重为20N,滑轮组的机械效率为80%,在拉力F的作用下,物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。(杠杆与绳的自重、摩擦均不计)
求:(1)物体M2的重力;
(2)拉力F的功率;
(3)物体M1对水平面的压力。
26.《天工开物》中记载了三千年前人们在井上汲水使用的桔槔,如图甲所示。图乙是其简化模型图,水平轻质杠杆MN的力臂l1=0.5m,l2=0.2m;在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A,右端挂边长为10cm的正方体B完全浸没于水中,此时杠杆平衡。求:
(1)B物体受到的浮力。
(2)B物体的密度。
(3)在杠杆M端施加拉力F使物体B恰好完全离开水面时,F= N。
2025中考科学备考集训23:简单机械
参考答案与试题解析
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 D C A A A D D C C B D
题号 12 13 14 15
答案 B D C C
一.选择题(共15小题)
1.【解答】解:
A、天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力也不费力;
B、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
C、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
D、铡刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
故选:D。
2.【解答】解:手机的重力作用在重心,重力作用线从重心竖直向下,由图可知,ABD中,手机重力的作用线都通过支撑面,所以会保持相对稳定,只有C图中,重力的作用线没有通过支撑面,所以装置在不受其他外力时,无法保持稳定,故C符合题意。
故选:C。
3.【解答】解:由图可知,O为支点,B点挂一重物,阻力方向向下;要使该力最小,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力和阻力臂都一定的情况下,动力臂越长则动力越小;
由图可知,OB对应的动力臂最长,所以该力应沿F1方向。
故选:A。
4.【解答】解:M处施加的动力是向下的,支点在杠杆的最左侧,所以阻力的方向是向上的,根据四个选项,只有A正确的。
故选:A。
5.【解答】解:如图,
AB、若动力总是竖直向上,动力臂逐渐减小,阻力臂也逐渐减小,但△OAC∽△OBD,所以 为定值即动力臂和阻力臂的比值为定值,因为阻力(木棒重)不变,根据F×OB=G×OA可得:动力F保持不变,故A正确,B错误;
C、由于木棒的重力G不变,OB逐渐减小,G×OB也减小,又因为F×OB=G×OA,所以F和它相应的力臂的乘积减小,故C错误;
D、木棒在匀速逐渐变高的过程中,质量不变,速度不变,动能不变,高度升高,重力势能增加,机械能增加,故D错误。
故选:A。
6.【解答】解:A、由图可知,绳子的一端栓在柱子上,人在船上拉绳子的另一端,此时人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等;
B、由图可知,绳子的一端栓在桅杆上,人在岸上拉绳子的另一端,此时人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等;
C、由图可知,绳子的一端栓在桅杆上,绳子绕过柱子,人在岸上拉绳子的另一端,此时柱子相当于一个定滑轮,人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等;
D、由图可知,将绳子的一端栓在柱子上,绳子绕过桅杆,人在岸上拉绳子的另一端,此时桅杆相当于一个动滑轮,人对绳子的拉力等于水对船的阻力的一半;
综上所述,D最省力。
故选:D。
7.【解答】解:A、甲图n=2,F甲(G+G动)(200N+40N)=120N,故A错误;
B、根据不计绳重及摩擦,拉力做功W=(G+G动)h=(200N+40N)×2m=480J,故B错误;
C、乙动力作用在轴心,属于费力杠杆,可以省距离,拉力移动的距离是物体高度的一半,即1m,故C错误;
D、根据不计绳重及摩擦,拉力做功W=Gh+G动h动=200N×2m+40N×1m=440J,故D正确。
故选:D。
8.【解答】解:如图所示,弹簧测力计B测出了动滑轮上的绳子上的拉力为10N;则物体A受到拉力为10N;又因物体A做匀速直线运动,则物体A与水平桌面的摩擦力与物体A受到拉力是一对平衡力,则摩擦力大小也是10N;
拉力F=2f=2×10N=20N。
故选:C。
9.【解答】解:
A、起子在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力但费距离,故A不符合题意;
B、道钉撬在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力但费距离,故B不符合题意;
C、筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但省距离,故C符合题意;
D、钢丝钳在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力但费距离,故D不符合题意;
故选:C。
10.【解答】解:A、图甲开瓶器是省力杠杆,B开瓶器是省力杠杆,故A正确;
B、图甲支点为C点,乙中杠杆的支点为B,故B错误;
C、图甲中杠杆的动力臂不是AC,图乙中杠杆的动力臂也不是AB,故C正确;
D、使用时图甲用力方向为顺时针转,图乙为逆时针转,故D正确。
故选:B。
11.【解答】解:AC、甲图滑轮为定滑轮,使用定滑轮不省力,故AC错误;
BD、乙图滑轮为动滑轮,使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,若绳与滑轮间的摩擦不计,乙所用的力至少为,F400N,故B错误,D正确。
故选:D。
12.【解答】解:设一个钩码重为G,一格长度为L,原来:3G×4L=4G×3L,杠杆平衡;
若将左侧增加2个钩码,右侧增加1个钩码,则:5G×4L>4G×4L,所以杠杆不再平衡,杠杆的左端下沉。
故选:B。
13.【解答】解:A.杆AOD可看作以O点为支点的杠杆,由题意可知,D处是可伸缩的弹簧,故A正确,不符合题意;B.由图乙可知,当按下按钮时,按钮作用在B点,杠杆绕着O点逆时针转动,故B正确,不符合题意;
C.松开按钮后,图乙中D处受到弹簧向下的力,使杠杆AOD绕O点顺时针转动,使A端翘起将牙签送出,故C正确,不符合题意;
D.将牙签送出时,D处受到弹簧向下的力为动力,动力臂小于阻力臂,杠杆AOD相当于费力杠杆,故D错误,符合题意。
故选D。
14.【解答】解:由图知,承担物重的绳子股数n=2。
A、不计绳子与滑轮之间的摩擦力,若不计滑轮重力,拉力FG,而小金的最大拉力F最大=G人=500N,可以提起的重物最大重力G最大=2F最大=2×500N=1000N,故A错误;
B、若小金将绳子竖直向下拉动s=2m,重物提升高度hss2m=1m,故B错误;
C、不计绳子与滑轮之间的摩擦力时滑轮组的机械效率η,
若G=600N时,滑轮组的机械效率为75%,可得:75%
解得动滑轮的重力G动=200N,故C正确;
D、由于定滑轮不能省力,只能改变动力的方向,所以当小金向右拉动绳子,所需拉力的大小不变,故D错误。
故选:C。
15.【解答】解:A、根据阿基米德原理,乙球浸没在水中受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×10﹣2m3=100N,故A错误;
B、杠杆B端所受的拉力为F′,杠杆恰好水平平衡。根据杠杆的平衡条件:G甲×OA=F′×OB;即F′200N,故B错误;
C、杠杆B端所受的拉力为F′,根据物体间力的作用是相互的,则乙球受到杠杆B端的拉力大小也为F′,乙球浸没在水中时处于平衡状态,G乙=F′+F浮=200N+100N=300N,故C正确;
D、由C我们知道G乙=300N,根据密度的公式:ρ乙3×103kg/m3,故D错误。
故选:C。
二.填空题(共5小题)
16.【解答】解:
(1)该机器使用时,支点在B点,动力在A处,可知动力臂大于阻力臂,为省力杠杆;
(2)要想切年糕时想要更加轻松,应尽量减小阻力臂,应将年糕靠近支点B。
故答案为:(1)省力;(2)B。
17.【解答】解:(1)根据杠杆中动力和阻力的定义可知,图中作用在点C的阻力使车篮子绕点A逆时针转动,作用在点B的动力应使车篮子绕点A顺时针转动,力F1使车篮子逆时会转动,力F2的作用线通过支点A,无法使杠杆的平衡,力F3使车篮子顺时针转动,故选F3;
(2)根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得,G×AC=F3×AB,即20N×24cm=F3×6cm,解得F3=80N。
故答案为:F3;80。
18.【解答】解:物体A置于水平桌面上,装置保持静止,因绳端挂有重物B,则重物B对绳子有拉力的作用,动滑轮对物体A有向右的拉力,使得物体A有向右运动的趋势,所以物体A受到水平向左的静摩擦力;
因装置保持静止,则绳端的拉力F绳=GB=10N,
由图可知,n=2,不计绳重和滑轮与绳及轴之间的摩擦,把物体A和动滑轮看做一个整体,装置保持静止,水平方向受到拉力和摩擦力的作用,
由二力平衡条件可得物体A受到摩擦力的大小:f=F拉=2F绳=2×10N=20N。
故答案为:水平向左;20。
19.【解答】解:动滑轮的实质是一个动力臂等于阻力臂二倍的杠杆,省一半力;定滑轮相当于一等臂杠杆,只能改变力的方向,而不省力,故定滑轮拉同一重物G,沿不同方向,用的拉力大小相等,即F和F′的大小都等于物体的重力。
故答案为:动力臂等于阻力臂二倍的;等于。
20.【解答】解:(1)由杠杆平衡条件得:GF1×OA,
即:20NF1×OA,解得:F1=10N;
(2)如图所示,由图可知:
当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时,
动力臂先变大后变小,阻力与阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知,动力先变小后变大。
故答案为:(1)10;(2)先变小后变大。
三.实验探究题(共3小题)
21.【解答】解:
(1)为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,由图知,右端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向右调节;
(2)小明仅凭一次测量就得出杠杆平衡条件,这种实验处理方法是不完善的,因为实验次数过少,会导致实验结论具有偶然性,应该改变动力或阻力的方向进行多次测量,寻找普遍规律,以避免偶然性。
(3)由图可知,弹簧测力计的刻度值为0.1N,指针在3N以下三格处,示数为3.3N。
用如图丙所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
(4)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得3.3N×4L=G×6L,
解得G=2.2N,
将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点,使杠杆仍在水平位置平衡,则F×12L=G×6L,即F×12L=2.2N×6L,解得F=1.1N。
故答案为:(1)水平;右;(2)实验次数太少,结果有偶然性;(3)3.3;杠杆自重;(4)1.1。
22.【解答】解:(1)当在秤盘上没有放置物体时,秤杆在水平位置平衡后,秤砣所挂的位置为“0”,当在秤盘上放置物体称量时,由杠杆的平衡条件可得
在秤砣质量和AB不变的情况下,要使秤杆在水平位置平衡,应增大BO的大小,即秤砣应从“0”刻度向右侧移动。
(2)由杠杆的平衡条件可得
如果要增加物体的质量,为保持杠杆平衡,可以减小AB或增加秤砣的质量。
(3)根据杠杆平衡条件可知,杆秤的刻度是均匀的,只需要确定20g的位置,再平均分成20等份即可,所以定刻度时,小科的方法比较麻烦,而小思的方法比较简单,更合理。
故答案为:(1)右;(2)可以减小AB或增加秤砣的质量;(3)小思。
23.【解答】解:(1)从物理性质来看,铜的密度大于大多数液体的密度,能确保在测量时浸没在液体中,故实验中选择铜作为浸没在待测液体中的金属块。
(2)根据题意和杠杆平衡条件可知,杆秤上的密度值是均匀分布的,所以可以利用刻度尺测量出1g/cm3和2g/cm3之间的细木条的长度,用笔将其等分成2份,中点标识为1.5g/cm3。
(3)①把秤纽位置往远离秤钩一侧移动,即增大OA,说明阻力臂增大,根据杠杆平衡原理可知,动力和阻力不变,动力臂也要随着增大,OB两点之间长度增大,杆秤的精确度会更精确。
②可以减小钩码的质量,说明动力减小,根据杠杆平衡原理可知,动力臂也要随着增大,OB两点之间长度增大,杆秤的精确度会更精确。
故答案为:(1)从物理性质来看,铜的密度大于大多数液体的密度,能确保在测量时浸没在液体中,所以选铜。
(2)用刻度尺测量出1g/cm3和2g/cm3之间的细木条的长度,用笔将其等分成2份,中点标识为1.5g/cm3;
(3)①把秤纽位置往远离秤钩一侧移动,即增大OA,说明阻力臂增大,根据杠杆平衡原理可知,动力和阻力不变,动力臂也要随着增大,OB两点之间长度增大,杆秤的精确度会更精确。
②可以减小钩码的质量,说明动力减小,根据杠杆平衡原理可知,动力臂也要随着增大,OB两点之间长度增大,杆秤的精确度会更精确。
四.计算题(共3小题)
24.【解答】解:(1)克服水桶(包括水)的重力做功为:W=Gh=30kg×10N/kg×0.5m=150J;
(2)以甲的肩膀为支点,动力为乙对杠杆的力F1,动力臂为l1为AB,阻力为绳子对杠杆的拉力F2=G水桶,阻力臂l2为AO,
由F1l1=F2l2得F1300N180N,
根据力的作用是相互的,小和尚乙肩膀所受的压力为180N。
答:(1)至少需克服水桶(包括水)的重力做功150J;
(2)若抬起水桶后木棍保持水平,小和尚乙肩部所受压力为180N。
25.【解答】解:
(1)因杠杆与绳的自重、摩擦均不计,故克服动滑轮重力做的功为额外功,
则滑轮组的机械效率:
η,
即:80%,
解得物体M2的重力:G=80N;
(2)由图知,绳子的有效段数为2,绳的自重、摩擦均不计,则作用在绳子自由端的拉力:
F50N;
物体M2以0.5m/s速度匀速上升了h,绳子自由端移动的距离为:s=2h,
由v可得绳子自由端的速度为:
v绳=2v=2×0.5m/s=1m/s;
拉力F的功率:
PFv绳=50N×1m/s=50W;
(3)由力的平衡条件可得,B端对定滑轮向上的拉力:
F′B=3F+G定=3×50N+20N=170N,
根据力的作用是相互的,则定滑轮对杠杆B端的拉力为:FB=F′B=170N,
根据杠杆的平衡条件可得:FA×OA=FB×OB,
故绳子对杠杆A端的拉力为:
FAFB170N=255N,
力的作用是相互的,则绳子对M1向上的拉力为FA′=FA=255N,
根据力的平衡,地面对M1的支持力:
F支=G1﹣FA′=500N﹣255N=245N;
由力的相互性可知,物体M1对水平面的压力:
F压=F支=245N。
答:(1)物体M2的重力为80N;
(2)拉力F的功率为50W;
(3)物体M1对水平面的压力为245N。
26.【解答】解:(1)由题意可知,B物体的体积:VB=(a)3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
因为B物体浸没在水中,所以B物体排开水的体积:VB排=VB=1×10﹣3m3,
则B物体受到的浮力:FB浮=ρ水gVB排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
(2)A物体对杠杆的拉力:FA=GA=mAg=2kg×10N/kg=20N,
由杠杆的平衡条件可得:FA×L1=FB×L2,
即:20N×0.5m=FB×0.2m,
解得:FB=50N,
由图可知,此时B物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力,由力的平衡条件可知,B物体的重力:
GB=FB+FB浮=50N+10N=60N,
由G=mg可知,B物体的质量:mB6kg,
则B物体的密度:ρB6×103kg/m3;
(3)物体B恰好完全离开水面时,B物体对杠杆的拉力:FB'=GB=60N,
由杠杆的平衡条件可得:FA'×L1=FB'×L2,
即:FA'×0.5m=60N×0.2m,
解得:FA'=24N,
所以在杠杆M端施加拉力:F=FA'﹣GA=24N﹣20N=4N。
答:(1)B物体受到的浮力为10N;
(2)B物体的密度为6×103kg/m3;
(3)4。
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