精准作业45 专题(四十五) 能的转化与能量守恒(三)——杠杆
概念理解与迁移
1.使用机械可以使人们较大地减轻劳动强度。在以下机械的使用中,不能省力的是( B )
2.如图所示,一根轻质硬棒在F1、F2两个力的作用下处于静止状态,则硬棒的支点可能在杠杆上的( A )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
3. 温州大桥全长17.1 km,于1998年建成通车。小温同学将大桥的部分结构进行简化,绘制了图甲、乙所示的模型。若其他因素不变,适当增加钢索与桥塔固定点的高度(如图丙所示),则可以( C )
A.增加动力 B.减小阻力
C.增加动力臂 D.增加阻力臂
4.如图所示,OB=BA,在A点施加一个力,使轻质杠杆OA在水平位置静止,下列说法正确的是( C )
A.杠杆OA一定是一个省力杠杆
B.杠杆OA一定是一个费力杠杆
C.在A点施加的最小力的大小为
D.在A点施加的力不能大于G
5.如图所示,小明用一根轻质杠杆自制简易密度秤的过程中,在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体,改变物体M悬挂点B的位置,当杠杆在水平位置平衡时,在物体M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于密度秤制作的说法,错误的是( C )
A.每次倒入空桶的液体体积相同
B.秤的刻度值从左向右越来越大
C.悬点O适当右移,秤的量程会增大
D.增大M的质量,秤的量程会增大
6.如图所示,轻质杠杆AB绕O点转动,某同学在杠杆的B端挂一重为G的物块,在A端施加一个始终竖直向下的力F,将重物慢慢提升到一定高度,使杠杆处于图中虚线所示的位置静止。下列说法错误的是( D )
A.此时杠杆是平衡的
B.此时该杠杆是省力杠杆
C.此时Gl1=Fl2
D.此时F是保持杠杆平衡的最小力
7.实验是科学研究的重要手段。小科做“探究杠杆平衡条件”的实验装置如图所示,杠杆上相邻刻度间的距离相等。
(1)杠杆在图甲所示的位置静止时 是 (填“是”或“不是”)处于平衡状态。
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡后,在A点挂了2个钩码,每个钩码重0.5 N,在B点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆保持水平平衡,此时弹簧测力计的示数应为 1.5 N。
8.如图所示,一足够长的刚性轻板(不易弯曲,且不计本身重量),A端用绳系住,并将绳的另一端固定在地面上,绳能承受的最大拉力为F绳=1 500 N,用一支架将轻板支撑在O处,板刚好水平,设OA=0.5 m。一个重力为250 N的小孩,从O点开始出发,以v=0.5 m/s的速度向另一端缓慢行走,求:
(1)小孩行走2 s后绳的拉力。
(2)小孩行走多长时间,绳刚好被拉断。
解:(1)小孩行走2 s通过的距离:L1=s=vt=0.5 m/s×2 s=1 m,
因为F1L1=F2L2,
所以250 N×1 m=F2×0.5 m,
解得F2=500 N。
(2)绳刚好被拉断时,绳子对A端的拉力为 F绳=1 500 N,
因为F1L'1=F绳L2,所以250 N×L'1=1 500 N×0.5 m,
解得L'1=3 m,
所以小孩行走的时间为t'==6 s。
能力沉淀与升华
9.自动升降单杆晾衣架如图所示,顶盒中有牵引装置,甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳,水平晾杆上有7个挂衣孔,相邻两孔间距相等,甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把所受重力为30 N的衣服(含衣架)挂在5号孔(不计晾杆和钢丝绳的重力,不计摩擦和空气阻力)。
(1)绳甲对晾杆的拉力为F甲,绳乙对晾杆的拉力为F乙,则F甲 小于 (填“大于”“等于”或“小于”)F乙。
(2)此时绳甲对晾杆的拉力F甲为多大
解:若以7号孔为支点,结合题图可知,F甲和F衣的力臂关系为L甲∶L衣=3∶1,
衣服和衣架对晾杆的拉力:F衣=G衣=30 N,
根据杠杆的平衡条件得F甲L甲=F衣L衣,
代入数据解得F甲=10 N。
(3)闭合开关,牵引装置工作,晾杆保持水平状态被匀速提升1.2 m,用时10 s,此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少
解:该装置牵引钢丝绳做功:W=G衣h=30 N×1.2 m=36 J,
该装置牵引钢丝绳做功的功率:P==3.6 W。精准作业45 专题(四十五) 能的转化与能量守恒(三)——杠杆
概念理解与迁移
1.使用机械可以使人们较大地减轻劳动强度。在以下机械的使用中,不能省力的是( )
2.如图所示,一根轻质硬棒在F1、F2两个力的作用下处于静止状态,则硬棒的支点可能在杠杆上的( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
3. 温州大桥全长17.1 km,于1998年建成通车。小温同学将大桥的部分结构进行简化,绘制了图甲、乙所示的模型。若其他因素不变,适当增加钢索与桥塔固定点的高度(如图丙所示),则可以( )
A.增加动力 B.减小阻力
C.增加动力臂 D.增加阻力臂
4.如图所示,OB=BA,在A点施加一个力,使轻质杠杆OA在水平位置静止,下列说法正确的是( )
A.杠杆OA一定是一个省力杠杆
B.杠杆OA一定是一个费力杠杆
C.在A点施加的最小力的大小为
D.在A点施加的力不能大于G
5.如图所示,小明用一根轻质杠杆自制简易密度秤的过程中,在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体,改变物体M悬挂点B的位置,当杠杆在水平位置平衡时,在物体M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于密度秤制作的说法,错误的是( )
A.每次倒入空桶的液体体积相同
B.秤的刻度值从左向右越来越大
C.悬点O适当右移,秤的量程会增大
D.增大M的质量,秤的量程会增大
6.如图所示,轻质杠杆AB绕O点转动,某同学在杠杆的B端挂一重为G的物块,在A端施加一个始终竖直向下的力F,将重物慢慢提升到一定高度,使杠杆处于图中虚线所示的位置静止。下列说法错误的是( )
A.此时杠杆是平衡的
B.此时该杠杆是省力杠杆
C.此时Gl1=Fl2
D.此时F是保持杠杆平衡的最小力
7.实验是科学研究的重要手段。小科做“探究杠杆平衡条件”的实验装置如图所示,杠杆上相邻刻度间的距离相等。
(1)杠杆在图甲所示的位置静止时 (填“是”或“不是”)处于平衡状态。
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡后,在A点挂了2个钩码,每个钩码重0.5 N,在B点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆保持水平平衡,此时弹簧测力计的示数应为 N。
8.如图所示,一足够长的刚性轻板(不易弯曲,且不计本身重量),A端用绳系住,并将绳的另一端固定在地面上,绳能承受的最大拉力为F绳=1 500 N,用一支架将轻板支撑在O处,板刚好水平,设OA=0.5 m。一个重力为250 N的小孩,从O点开始出发,以v=0.5 m/s的速度向另一端缓慢行走,求:
(1)小孩行走2 s后绳的拉力。
(2)小孩行走多长时间,绳刚好被拉断。
解:(1)小孩行走2 s通过的距离:L1=s=vt=0.5 m/s×2 s=1 m,
因为F1L1=F2L2,
所以250 N×1 m=F2×0.5 m,
解得F2=500 N。
(2)绳刚好被拉断时,绳子对A端的拉力为 F绳=1 500 N,
因为F1L'1=F绳L2,所以250 N×L'1=1 500 N×0.5 m,
解得L'1=3 m,
所以小孩行走的时间为t'==6 s。
能力沉淀与升华
9.自动升降单杆晾衣架如图所示,顶盒中有牵引装置,甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳,水平晾杆上有7个挂衣孔,相邻两孔间距相等,甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把所受重力为30 N的衣服(含衣架)挂在5号孔(不计晾杆和钢丝绳的重力,不计摩擦和空气阻力)。
(1)绳甲对晾杆的拉力为F甲,绳乙对晾杆的拉力为F乙,则F甲 (填“大于”“等于”或“小于”)F乙。
(2)此时绳甲对晾杆的拉力F甲为多大
解:若以7号孔为支点,结合题图可知,F甲和F衣的力臂关系为L甲∶L衣=3∶1,
衣服和衣架对晾杆的拉力:F衣=G衣=30 N,
根据杠杆的平衡条件得F甲L甲=F衣L衣,
代入数据解得F甲=10 N。
(3)闭合开关,牵引装置工作,晾杆保持水平状态被匀速提升1.2 m,用时10 s,此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少
解:该装置牵引钢丝绳做功:W=G衣h=30 N×1.2 m=36 J,
该装置牵引钢丝绳做功的功率:P==3.6 W。
