第五章 简单机械
一、选择题
1.简单机械与人类的生产活动息息相关,以下关于简单机械的说法中正确的是( )
A.?指甲剪是省力机械??????????????????????????????????????????????B.?定滑轮是省力机械C.?滑轮组既省力又省距离???????????????????????????????????????D.?斜面的机械效率可以达到100%
2.如图所示,人的前臂可视为杠杆,当将茶杯沿箭头方向举起时,下列说法中正确的是(?? )
A.?前臂是省力杠杆,阻力臂变大?????????????????????????????B.?前臂是省力杠杆,阻力臂变小C.?前臂是费力杠杆,阻力臂变大?????????????????????????????D.?前臂是费力杠杆,阻力臂变小
3. 小明同学喜欢钓鱼,她感觉上钩的鱼还在水中时很轻,拉出水面后“变重”,如图所示.当把鱼逐渐拉出水面的过程中,鱼受到的(?? )
A.?浮力增大,鱼竿是省力杠杆????????????????????????????????B.?重力增大,鱼竿是省力杠杆C.?浮力减小,鱼竿是费力杠杆????????????????????????????????D.?重力减小,鱼竿是费力杠杆
4.“给我一个支点和一根足够长的棍,我就能翘起整个地球.”下列生产和生活中的杠杆与阿基米德这一设想的杠杆属于同一类型的是(?? )
A.?????????????????B.?????????????????C.?????????????????D.?
5.人们使用下列器械,其中作用原理相同的一组是(?? )
A.?定滑轮、弹簧测力计?????????B.?瓶盖起子、托盘天平?????????C.?镊子、吃饭用筷子?????????D.?板手、钓鱼竿
6.如图所示,杠杆上每一小格距离相同,每个钩码质量相同,为使杠杆在水平位置平衡,可采取下列哪种措施(?? )
A.?在支点左边离支点两个小格处挂四个相同钩码????B.?在最左端挂一个同规格的钩码C.?在左端用弹簧测力计竖直向上拉?????????????????????????D.?在右端用弹簧测力计竖直向上拉
7.下列工具在使用中属于费力杠杆的是(? )
A.?剪刀????????????????B.?起子C.?镊子????????????D.?钢丝钳
8.如图所示为等刻度的轻质杠杆,A处挂一个重为2牛的物体,若要使杠杆在水平位置平衡,则在B处施加的力为(?? )
A.?一定是1牛????????????????????????B.?一定是2牛????????????????????????C.?可能是0.5牛????????????????????????D.?可能是2牛
9.如图所示的各种用具在使用中,属于省力杠杆的是(?? )
A.?托盘天平????????????????????????????????B.?钢丝钳C.?镊子????????????????????????????????????D.?钓鱼竿
10.如图所示,轻质杠杆OA 上悬挂一重物G,O为支点,在A端用力使杠杆平衡,下列叙述中正确的是
A.?此杠杆一定是省力杠杆???????????????????????????????????????B.?沿竖直向上方向用力最省力C.?此杠杆可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆????????D.?沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡
11.下列说法正确的是( )
A.?杠杆一定能够省力??????????????????????????????????????????????B.?定滑轮既能省力又能改变力的方向C.?动滑轮既能省力又能改变力的方向??????????????????????D.?滑轮组既能省力又能改变力的方向
12.如图,一杠杆OP能绕O点转动,P端用细绳始终提供拉力F,现有物体A通过轻质滑环和细绳挂在M点,杆OP处于图示倾斜位置,下列说法正确的是(?? )
A.?此杠杆属于省功机械B.?保持物块A和杠杆静止,沿顺时针方向转动拉力F,拉力大小将保持不变C.?保持A的悬挂点M不变,并用始终竖直向上的拉力沿顺时针方向转动杠杆直到杠杆处于水平,此过程中拉力一直减小D.?若滑环带着物体A沿0P缓慢下滑,要想保持杠杆静止不动,竖直向上的拉力F必须增大
二、填空题
13.使用定滑轮________力,但能够________力的方向,给工作带来方便。
14. 如图所示,用滑轮拉着一重为400N的物体向上做匀速直线运动,该滑轮为?________滑轮(选填“动”或“定”),如果不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦,则竖直向上放入拉力F是?________N.
15.当人踮起脚尖时,人以脚尖为支点,这是一个________杠杆,若人的体重为480N,假设体重落在杠杆中点,则人双脚站立踮起时,两腿肌肉各用力________?N.
16.升国旗时,我们是借助旗旗杆顶部的滑轮将国旗升到旗杆顶部的.该滑轮在使用时,它的轴________.这种滑轮叫定滑轮,使用定滑轮能够________,但是不能________,它实质上是一个________杠杆.
17.如图所示,杠杆AOB能绕O点转动。在A点挂一重物G,为使杠杆保持平衡且用力最小,在B点施加一个力,这个力应该是图中的________。
18.如右图所示,滑轮重1N,悬挂在弹簧秤下端,作用在绳端的拉力F是2N,物体G重100N,则弹簧测力计的示数是________?N。 (不计摩擦)
19.滑轮在生活中有着广泛的应用,在需要改变力的方向时,要使用________?(选填“定滑轮”或“动滑轮”):在需要省力时,要使用________?(选填“定滑轮”或“动滑轮”).
20.用滑轮组提升物体,在不计摩擦的情况下,物体与动滑轮的总重由几段绳承担,提起重物用的力就是________.绳的自由端移动的距离就是物体移动距离的________.
21.使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
(1)如图甲,旗杆的顶端安装着一个________滑轮,使用它的好处是________。
(2)如图乙,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,可减小________,剪断物体更省力。
22.如图所示,在B处挂重8牛的物体,要使杠杆平衡,且在A点用最小的力,这个力的方向是________,大小是________.
三、实验探究题
23.在“探究杠杆平衡条件”的实验中,把杠杆的中点支在支架上,杠杆停在如图甲所示的位置.
(1)为了使杠杆在水平位置平衡,可以调节右端的平衡螺母,使它向________(填“左”或“右”)移动.
(2)调节好的杠杆,如图乙,用弹簧测力向上拉动杠杆使其水平平衡,若每个钩码重为2N,则弹簧测力计的读数为________N.
(3)如图丙,当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时,用力使杠杆在水平位置处于平衡,弹簧测力计的示数将会变________,这是因为________.
(4)实验中测得的数据如表所示
测量序号
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
①
1
20
2
10
②
2
15
1.5
20
③
3
5
1
15
有的同学按现有方案得出如下结论“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离.”这个结论与杠杆平衡条件不符,原因是实验过程中???? .
A.?没有改变力的大小??????????????????????????????????????????????B.?没有改变力的方向C.?没有改变力的作用点????????????????? ??D.?没有改变平衡螺母的位置从而让杠杆在水平位置重新平衡.
24.在探究“杠杆平衡条件”的实验中,采用了如图所示的实验装置.
(1)调节平衡时,都应该使它在________?位置平衡.根据图示杠杆所处的位置,应将平衡螺母向________?调整(填“右”或“左”).
(2)挂上钩码,正确调节使杠杆再次平衡.此时挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好与杠杆________?,挂钩码位置所对应的刻度值就等于________?
(3)某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,同时调节平衡螺母使杠杆平衡,你认为他们的做法是________?.
动力(F1/N)
动力臂(L1/cm)
阻力(F2/N)
阻力臂(L2/cm)
3
6
6
3
2
5
5
2
4
2
2
4
3
6
9
2
3
4
2
6
4
4
2
8
(4)实验的结果如表所示.甲同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:动力+动力臂=阻力+阻力臂乙同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:动力×动力臀=阻力×阻力臂两个同学都认为自己是对的,对方是错误的.那么你认为他们中正确的应该是________?同学.原因是________?同学的结论部分仅从部分实验数据分析得到,不是所有实验数据都满足他总结的结论.
(5)下列正在使用中的杠杆:用镊子取砝码、用扳手拧螺母、用钉捶拔钉子,属于费力的杠杆是________?
四、综合题
25.根据题意作图
(1)如图甲所示为钓鱼竿钓鱼时的示意图,请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂L2 .
(2)如图乙所示,在图中画出最省力的绕绳方法.
26.小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况”,使用了如图所示的实验装.实验前,小军用弹簧秤测得动滑轮的重力为1.0N,每个钩码的重力为0.5N;实验过程中,小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量,分别记下每次所挂钩码的重力及对应的弹簧秤示数,并将其填写在预先设计好的记录表中(见下表)。 分析实验数据可以得出,在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下,?
(1)请写出弹簧秤的示数F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G0的关系________?;
(2)在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下,使用动滑轮?________?。
27.“积善之家,大美余庆”.余庆人正在加快县城市化建设的步伐.某场馆建设工地上,工人用如图所示的滑轮组将重2000N的物体A以0.4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动2m,拉力F大小为250N,物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.2倍,求:
(1)物体A与地面间的滑动摩擦力;
(2)该滑轮组的机械效率;
(3)拉力F做功的功率.
答案解析
一、选择题
1.【答案】A
【解析】 :A、指甲剪由三条杠杆组成,其中既有省力杠杆也有费力杠杆,但其最终可以达到省力的目的,所以为省力机械,故A正确;B、定滑轮的实质是等臂杠杆,不省力也不费力,故B错误;C、滑轮组可以省力,但费距离,故C错误;D、使用任何机械都要做额外功,所以斜面的机械效率不可能达到100%,故D错误.故选A.【分析】(1)根据指甲剪的结构可判断其中杠杆的特点;(2)定滑轮的实质是等臂杠杆;(3)根据滑轮组的特点和功的原理可做出判断;(4)机械效率永远小于1.
2.【答案】D
【解析】 由图可知,以前臂为杠杆,肱二头肌收缩为动力,水杯的压力为阻力,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,当上抬时,阻力作用线到支点的垂直距离变短,阻力臂变小,D符合题意。故答案为:D
【分析】结合图片,判断人的前臂在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
3.【答案】C
【解析】 :①把鱼逐渐拉出水面的过程中,鱼排开水的体积逐渐减小,根据F浮=ρ液gV排可知:鱼受到的浮力逐渐减小,而鱼的重力是不变的,由于钓鱼线对鱼施加的拉力等于鱼的重力减去浮力;所以拉力逐渐变大,即感到鱼“变重”;②钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,是一种费力杠杆; 由此发现可知选项C正确.故选C.【分析】(1)鱼离开水之前,鱼受到了竖直向上的浮力和竖直向下的重力,钓鱼线对鱼的拉力等于鱼的重力和浮力之差;当鱼逐渐拉出水面的过程中,鱼排开水的体积逐渐减小,根据阿基米德定律即可判断所受浮力也逐渐减小,鱼的重力是不变的(鱼的质量是不会改变的,重力等于质量和g的乘积,所以鱼的重力也不变),所以钓鱼线的拉力变大,使人感觉鱼变重了.(2)钓鱼竿在使用时,手移动较小的距离,鱼就移动了较大的距离,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆.
4.【答案】B
【解析】 :阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆.A、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,A不符合题意;B、把钉锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,B符合题意;C、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,C不符合题意;D、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,D不符合题意.故答案为:B.【分析】此题考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,“给我一个支点和一根足够长的棍,我就能翘起整个地球.”描述的杠杆是省力杠杆.
5.【答案】C
【解析】 :A、定滑轮的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆,属于等臂杠杆;弹簧测力的原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比;作用原理不同;
B、起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;托盘天平的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆,属于等臂杠杆;作用原理不同;
C、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,作用原理相同;
D、板手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,作用原理不同.
故选C.
【分析】(1)弹簧测力的原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比或者是在弹性限度内,弹簧所受的拉力越大,弹簧的伸长量就越大;(2)结合生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.
6.【答案】D
【解析】【解答】解:
设杠杆的一个格为L,一个钩码的重为G;根据杠杠的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,可知:
A、若支点左边离支点两小格处挂钩码应挂3个钩码,即4G×2L>2G×3L,杠杆左端下沉;故A错误;
B、在最左端挂一个同规格的钩码,即G×7L>2G×3L,杠杆左端下沉;故B错误;
C、因杠杆右端挂钩码,杠杆会顺时针转动,为阻碍杠杆的顺时针转动,应在左端用弹簧测力计竖直向下拉,故C错误;
D、杠杆右端挂钩码,杠杆会顺时针转动,为阻碍杠杆的顺时针转动,在右端用弹簧测力计竖直向上拉,故D正确.
故选D.
【分析】因杠杆右端的钩码和所挂位置不改变,为阻碍杠杆的顺时针转动,应在杠杆的左端向下拉杠杆或在杠杆的右端向上拉杠杆;根据杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,进行分析即可解此题.
7.【答案】C
【解析】【解答】解:A、剪刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆; B、起 子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;C、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;D、钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆.故选C.【分析】根据生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.
8.【答案】D
【解析】【解答】解:
设杠杆每一格长度是L,
当B处的作用力与杠杆垂直时,力臂最大,此时作用力最小,
由杠杆平衡条件可得:FALA=FB最小LB , 即:2N×2L=FB最小×4L,
则FB最小=1N,当作用在B处的力与杠杆不垂直时,力臂小于4L,
作用力大于1N,因此要使杠杆平衡,作用在B处的力F≥1N,故ABC错误,D正确;
故选D.
【分析】根据杠杆平衡的条件和杠杆中最小力的问题进行分析,在B点施加的力的方向不同、力臂不同,用力的大小不同,支点与力的作用点的连线为最长力臂、用力最小.
9.【答案】B
【解析】【解答】解:A、托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;
B、钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
C、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
D、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆.
故选B.
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.
10.【答案】C
【解析】【分析】A因无法确定动力臂的大小,所以无法确定它是哪种杠杆, B沿垂直杠杆向上的方向用力,动力臂最大,动力最小,最省力;C因此杠杆的动力臂无法确定,所以它可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆, D沿OA方向动力臂是零,杠杆无法平衡,故C正确。【点评】本题要求学生对杠杆有一定认识,难道比较大,学生要先找出支点,再找出动力臂和阻力臂才能判断是省力费力。
11.【答案】D
【解析】【解答】A.省力杠杆能省力,费力杠杆则不能省力,A不符合题意;B.定滑轮不能省力,能改变力的方向,B不符合题意;C.动滑轮能省力,但不能改变力的方向,C不符合题意;D.滑轮组既能省力又能改变力的方向,D符合题意;故答案为:D.【分析】掌握简单机械的特点.杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆三大类.定滑轮的实质是等臂杠杆,因此定滑轮不能省力.动滑轮的实质是省力杠杆,使用动滑轮能够省力,但不能改变动力的方向.滑轮组的特点是既能省力又能改变力的方向.
12.【答案】D
【解析】【解答】解:A、使用任何机械时,都不能省功,故A错误;
B、保持物块A和杠杆静止,此时的阻力与阻力臂均不变,当沿顺时针方向转动拉力F时,动力臂变小,由F1L1=F2L2可得,拉力变大,故B错误;
C、保持A的悬挂点M不变,并用始终竖直向上的拉力沿顺时针方向转动杠杆直到杠杆处于水平时,动力臂和动力臂都变大,但动力臂和动力臂的比值不变,由F1L1=F2L2可得,拉力不变,故C错误;
D、若滑环带看物体A沿0P缓慢下滑,此时的动力臂和阻力均不变,但阻力臂逐渐变得,由F1L1=F2L2可得,要想保持杠杆静止不动,拉力F1必须增大,故D正确.
故选D.
【分析】(1)使用任何机械时,不能省功;(2)据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2进行分析;(3)杠杆沿顺时针方向转动直到杠杆处于水平,根据动力臂和阻力臂的变化,利用杠杆平衡的条件F1L1=F2L2进行分析;(4)先分析动力臂、阻力以及阻力臂的变化,然后根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2进行分析.
二、填空题
13.【答案】不省;改变
【解析】【解答】根据定滑轮的工作特点解答:所以使用定滑轮不省力,但能够改变力的方向,给工作带来方便。故答案为:不省;改变.【分析】定滑轮不省力,但可以改变力的方向.
14.【答案】动;200
【解析】【解答】解:(1)如图所示的滑轮工作特点可判断该滑轮为动滑轮(2)使用动滑轮能省一半力,不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦,F=G=?×400N=200N.故答案为:动;200【分析】(1)动滑轮使用时,滑轮随重物一起移动.(2)动滑轮的特点:使用动滑轮能省一半力
15.【答案】省力;120N
【解析】【解答】如图: 支点在脚尖处,人本身的重力是阻力,肌肉用力F是动力,所以动力臂是阻力臂的两倍,根据杠杆平衡条件,动力是阻力的一半,这是一个省力杠杆.如果双脚着地,每只脚上承担一半的重力,即F=G=×480N=240N,则肌肉用力F′=F=×240N=120N。故答案为:省力;120N。【分析】支点在脚尖处,人本身的重力是阻力,肌肉用力F是动力.根据力臂的定义,判断动力臂和阻力臂的关系即可。
16.【答案】固定不动;改变力的方向;省力;等臂
【解析】【解答】解:旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的,故该滑轮是定滑轮,使用它可以改变力的方向,但不能省力;其实质是一个等臂杠杆.
故答案为:固定不动;改变力的方向;省力;等臂.
【分析】定滑轮是轴固定不动的滑轮,使用定滑轮不省力但能改变力的方向;定滑轮实质是一个等臂杠杆.
17.【答案】F2
【解析】【解答】如图,杠杆AOB能绕O点转动,O为支点。在A点挂一重物G,阻力的方向向下,根据杠杆平衡条件,阻力、阻力臂一定,当OB为力臂时,动力臂最大, 动力的方向与OB垂直向下,此时最省力,故F2最小。故答案为:F2【分析】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.而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长.
18.【答案】5
【解析】【解答】图中滑轮为定滑轮,根据定滑轮工作特点可得:F=2N,以定滑轮为对象去进行受力分析如图.根据此时物体处于静止状态,弹簧测力计向上拉力F拉和滑轮受到的向下拉力F+F+G轮平衡.即F拉=2F,所以有F拉=2F+G轮="4N+1N=5N"【分析】本题考查了1、平衡状态下对物体进行受力分析,2、二力平衡条件中的互为平衡的两个力大小相等的知识的运用。
19.【答案】定滑轮;动滑轮
【解析】【解答】定滑轮的本质:等臂杠杆,所以使用定滑轮不省力,但能改变动力的方向;动滑轮的本质:动力臂为阻力臂2倍的杠杆,所以使用动滑轮能省一半力。【分析】考查定滑轮和动滑轮的特点。
20.【答案】总重的几分之一;几倍
【解析】【解答】解:在不计摩擦的情况下,有几根绳子承担物重,提起重物用的力(即拉力)就是总物重的几分之一;
绳的自由端移动的距离就是物体移动距离的几倍;
故答案为:总重的几分之一,几倍.
【分析】滑轮组的使用效果取决于线的绕法,有几根绳子承重,拉力就是物重的几分之一,拉力移动的距离就是物体上升高度的几倍,可据此解答.
21.【答案】(1)定;可以改变施加力的方向(2)阻力
【解析】【解答】(1)国旗杆上的滑轮为定滑轮,利用它来升国旗,可以改变施加力的方向;(2)图中剪刀在使用过程中,在同样的情况下,往剪刀转动轴靠近,减小了阻力臂,由F1 L1 =F2 L2 可知:阻力臂L2 越小,越省力,因此这样做的目的是减小阻力臂,可以省力.故答案为:(1)定;可以改变施加力的方向;(2)阻力.【分析】轴固定不变的滑轮为定滑轮,定滑轮不能省力,但能改变力的方向;与物体一起升降的滑轮为动滑轮,动滑轮可以省一半的力,但不能改变力的方向.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2 , 要省力需增大动力臂或减小阻力、阻力臂.
22.【答案】竖直向上;20N
【解析】【解答】解:(1)如图,为使拉力最小,动力臂要最长,拉力F的方向应该垂直杠杆向上,即竖直向上,动力臂为OA最长,(2)∵杠杆在水平位置平衡,OA:OB=2:5,
∴F×OA=G×OB,
∴F= = G= ×8N=20N.
故答案为:竖直向上;20.
【分析】(1)若在杠杆上A端施加最小的力F,使杠杆在水平位置平衡,该力的方向应该垂直杠杆向上,使动力臂最长,即竖直向上;(2)找出动力臂和阻力臂的大小,又知道物重大小,利用杠杆平衡条件求拉力大小.
三、实验探究题
23.【答案】(1)左(2)2.4N(3)大;动力臂变小了(4)B
【解析】【解答】解:(1)杠杆停在如图甲所示的位置,左端上翘,要使杠杆在水平位置处于平衡状态,平衡螺母向上翘的左端移动;(2)根据动力×动力臂=阻力×阻力臂,可得3×2N×2L=F×5L,解得:F=2.4N.(3)弹簧测力计在M位置时,力臂是红色的线段;弹簧测力计在N位置时,力臂是绿色的线段.根据动力×动力臂=阻力×阻力臂,阻力和阻力臂都不变,动力臂变短,动力变大,故弹簧测力计示数变大.;(4)“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”,是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的,也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向.故选项A、C、D错误,选项B正确,故答案为:B.故答案为:(1)左;(2)2.4N;(3)大;动力臂变小了;(4)B.【分析】(1)调节杠杆平衡时,哪边上翘,平衡螺母应向哪边调;(2)根据杠杆的平衡条件进行计算;(3)阻力和阻力臂都不变,动力臂变短,动力变大,故弹簧测力计示数变大,根据杠杆的平衡条件进行分析;(4结论与杠杆平衡条件不符,原因是实验过程中没有改变动力或阻力的方向.
24.【答案】(1)水平;左(2)垂直;力臂(3)错误(4)乙;甲(5)用镊子取砝码
【解析】【解答】解:(1)由图可知,杠杆左端挂上钩码恰好平衡,说明杠杆左端上翘,右端下倾,应将平衡螺母向左边移动一些,并使杠杆在水平位置平衡;(2)挂上钩码,正确调节使杠杆再次平衡.此时挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好与杠杆垂直,挂钩码位置所对应的刻度值就等于力臂.(3)在做“杠杆的平衡条件”实验时,在杠杆O点位置两边分别挂上数目不等的钩码,通过移动悬挂钩码的滑片的位置,并调节杠杆两端的螺母,使杠杆重新保持水平,是错误的,挂上钩码后,不能再调节平衡螺母使杠杆平衡.(4)甲组只通过三组特殊的数据,即动力和动力臂与阻力和阻力臂都是9、7、6就得出结论,过于片面;实验应该至少在三次以上,且数据不要是几个特殊的数字,这样才能分析确定出实验现象中的普遍规律.而且甲组是:动力+动力臂=阻力+阻力臂,类似的不同的物理量之间相加,是没有意义的.乙同学分析所有实验数据后认为杠杆平衡的条件是:动力×动力臀=阻力×阻力臂,是正确的,科学的.(5)正在使用的用扳手拧螺母、用钉捶拔钉子,能用较小的动力克服很大的阻力,使用时动力臂大于阻力臂,因而它们属于省力杠杆;而在使用用镊子取砝码时,杠杆受到的阻力较小,动力臂小于阻力臂,因而是费力杠杆.故答案为:(1)水平;左;(2)垂直;力臂;(3)错误;(4)乙;甲;(5)用镊子取砝码.【分析】(1)探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂,同时杠杆的重心通过支点,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响.调节杠杆在水平位置平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动.(2)根据杠杆的特点,结合力臂的概念分析解答,知道力臂是从支点到力的作用线的距离.(3)“杠杆的平衡条件”实验时,步骤:a.把杠杆的中点支在支架上,把杠杆调节平衡;b.把钩码挂在杠杆的两边,改变钩码的位置使杠杆水平平衡;c.记下两边的钩码的重,用尺量出它们的力臂,记下实验数据;d.每次实验前,把杠杆调节平衡,改变力和力臂数值,做三次实验;e.求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂数值.(4)实验结论必须要具有合理性、科学性,要符合物理规律;同时要多做几次实验,合理分析才能得出正确的结论;(5)联系生活经验,要判断杠杆的类型,可依据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系:若动力臂大于阻力臂,则是省力杠杆;若动力臂小于阻力臂,则是费力杠杆;若动力臂等于阻力臂,则为等臂杠杆
四、综合题
25.【答案】(1)解:已知支点为O,从O做F2的垂线就是F2的力臂L2 , 如图所示: (2)解:只有一个动滑轮,要求最省力,绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过上面的定滑轮,再绕过动滑轮,如图所示.
【解析】【分析】(1)已知支点O,阻力为重物的重力对杠杆向下的拉力,根据力臂的画法,过支点阻力作用线的垂线段,即为阻力臂.(2)滑轮组绳子的绕法,有两种:一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,绕过下面的动滑轮,再绕过上面的定滑轮;二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过定滑轮,然后再绕过动滑轮.本题中,要求最省力,属于第二种.
26.【答案】(1)??(2)不省力
【解析】【解答】根据动滑轮可以省一半力的特点可得 ,根据表中数据可以看出在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下拉力F大于物体的重力,所以不省力。【分析】掌握动滑轮的特点。
27.【答案】(1)解:物体A与地面间的滑动摩擦力:f=0.2G=0.2×2000N=400N;答:物体A与地面间的滑动摩擦力为400N.(2)解:滑轮组的机械效率: 答:该滑轮组的机械效率为80%.(3)解:由图滑轮组通过动滑轮绳子的段数n=2,绳子移动的速度vF=2VA=2×0.4m/s=0.8m/s,P===FvF=250N×0.8m/s=200W.答:拉力F做功的功率为200W.
【解析】【分析】(1)根据滑动摩擦力与物重的关系即可求出A与地面间的滑动摩擦力;(2)由图示可知,滑轮组承重绳子的股数n=2,根据求出滑轮组的机械效率;(3)由vF=nvA , 计算出绳子自由端移动速度,然后根据P===Fv求出拉力的功率.