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预测12 简单机械-备战中考物理考点精讲与精练(人教版)
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12 简单机械
一、基础知识点预测
知识点1.杠杆
1.杠杆的五要素和平衡条件
(1)杠杆定义:在力的作用下能绕着__固定点O__转动的硬棒叫做杠杆.
(2)杠杆五要素
①支点:杠杆绕着转动的点,用字母__O__表示.
②动力:使杠杆转动的力,用字母__F1__表示.
③阻力:阻碍杠杆转动的力,用字母__F2__表示.
④动力臂:从支点到__动力作用线__的距离,用字母l1表示.
⑤阻力臂:从支点到__阻力作用线__的距离,用字母l2表示.
(3)杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1l1=F2l2).
注意:画力臂:①先在杠杆示意图上确定支点;②画出动力作用线和阻力作用线;③最后从支点向力的作用线引垂线.
2.杠杆的分类
杠杆
分类
力臂关系
力的关系
特点
实例
省力杠杆
l1__>__l2
F1__<__F2
省力,__费__距离
羊角锤、起子、撬棒等
费力杠杆
l1__<__l2
F1__>__F2
__费__力,省距离
钓鱼竿、起重机
的吊臂、镊子等
等臂杠杆
l1__=__l2
F1__=__F2
不省力,不费力
天平、定滑轮等
注意:省力杠杆必费距离,费力杠杆必省距离,既省力又省距离的杠杆是不存在的.
知识点2.滑轮
类型
定滑轮
动滑轮
滑轮组
示意图
定义
中间的轴__固定不动__的滑轮
和重物一起__移动__的滑轮
定滑轮、动滑轮组合成滑轮组
实质
__等臂__杠杆
动力臂为阻力臂__2__倍的__省力__杠杆
—
特点
不能__省力__,但是能改变__动力的方向__
能省__一半__的力,但不能改变__动力的方向__
在不考虑绳子重、滑轮重和摩擦力的情况下,F=__G__
距离关系
__s=h__
__s=2h__
__s=nh__
知识点3.斜面与轮轴
名称
斜面
轮轴
示意图
定义
一个与水平面成一
定夹角的倾斜平面
由__轮__和__轴__组成,能绕共同轴线转动的简单机械叫做轮轴;半径较大的是轮,半径较小的是轴
特点
省力机械
能够连续旋转的__杠杆__,支点就在__轴线__,轮轴在转动时轮与轴有相同的__转速__
应用
楼梯、盘山公路等
方向盘、水龙头、扳手
知识点4.机械效率
1.有用功、额外功、总功
有用功
我们需要的、必须要做的功叫做有用功,用W有表示
额外功
我们在做有用功的同时,还不得不多做的功叫做额外功,用W额表示
总功
有用功与额外功之和是总共做的功,叫做总功,用W总表示.用公式表达为__W总=W有+W额__
2.机械效率
(1)定义:物理学中,将__有用功__跟__总功__的比值叫做机械效率,用__η__表示.
(2)表达式:η=.
(3)说明:机械效率是一个比值,通常用百分数表示,由于有用功总__小于__总功,故机械效率总__小于__1;机械效率的高低与使用机械是省力还是费力__无关__.
3.滑轮组的机械效率
(1)η==.
(2)影响因素:同一滑轮组,提升重物越重,机械效率越__高__;提升相同重物,动滑轮越多,机械效率越__低__,但越__省__力.
(3)提高机械效率的方法:__减小__动滑轮的重;加润滑油,减小__摩擦__;__增加__物重.
二、实验题考点预测
实验1:探究杠杆的平衡条件
1.实验装置图
2.实验器材:杠杆、钩码、弹簧测力计等.
(1)弹簧测力计的使用和读数.
(2)平衡螺母的作用(实验前调节杠杆在水平位置平衡).
3.实验操作
(1)实验前让支点处于杠杆中央,调节杠杆在水平位置平衡的目的(避免杠杆__自身重力__对实验造成的影响).
(2)实验中调节杠杆在水平位置平衡的目的(便于直接读取__力臂__).
(3)杠杆的调节(实验前平衡螺母左高__左__调,右高__右__调,杠杆平衡后,实验过程中不能再调节平衡螺母).
4.交流反思
(1)将杠杆一端的钩码换成弹簧测力计的好处(能直接测出拉力的大小,实验操作更方便,可连续改变拉力大小,但应沿竖直方向拉动以便于测量力臂).
(2)测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆,测力计的示数变__大__.
(3)在杠杆平衡时,两边同时加减砝码后杠杆是否平衡的判断(根据杠杆的平衡条件进行判断).
(4)实验多次测量的目的(一次实验具有偶然性,使结论具有普遍性).
(5)分析实验数据,总结杠杆平衡的条件.
(6)杠杆类型的判断(通过比较动力臂和阻力臂的大小,可判断杠杆的类型).
(7)杠杆平衡条件的应用.
实验结论:杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂,即__F1l1=F2l2__.
实验2:测量滑轮组的机械效率
1.实验装置图
2.实验操作
(1)实验中弹簧测力计竖直匀速拉动的目的(保证拉力__等于__弹簧测力计的示数).
(2)绳子自由端移动的距离s和物体上升高度h的关系:s=__nh__(n为作用在动滑轮上绳子的段数).
(3)计算滑轮组的有用功(W有=__Gh__).
(4)计算滑轮组的总功(W总=__Fs__).
(5)计算滑轮组的机械效率(η===).
3.实验方法:控制变量法.
a.探究滑轮组的机械效率与物重的关系时,使用相同的滑轮组,改变所挂钩码的数量.
b.探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系时,控制所挂钩码的数量相同,改变动滑轮的数量和重力.
4.交流反思
(1)分析实验数据总结滑轮组机械效率的影响因素.
(2)提高滑动组机械效率的方法(①减少绳与滑轮之间的摩擦,②减小动滑轮的重力,③增加物重).
(3)滑轮组的机械效率与物体被提升的高度及滑轮组的绕线方式无关.
实验结论:在其他条件相同时,动滑轮越重,机械效率越__低__;在绳子所能承受的范围内,所吊物体越重,机械效率越__高__.
三、课本图片考题预测
1.如图所示,用杠杆撬石头的过程中,该杠杆属于__省力__(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆.在力的方向不变的情况下,该人想用更小的力撬起石头,那么他的手应该向__远离__(填“远离”或“靠近”)支点方向移动.
2.如图所示,划船时船桨的轴是不动的,所以,轴的位置是__支点__.手加在桨上的动力比水对桨的阻力大,但手只要移动__较小__的距离,就能使桨在水中移动较大的距离.
3.各式各样的剪刀都是一对对的杠杆.如图3所示,要剪开铁皮,用__乙__最合适;剪纸或布时,用__丙__最合适.
4.如图所示的杠杆中,钢丝钳属于__省力__杠杆;车闸属于__省力__杠杆;指甲刀有__3__个杠杆,其中__2__个费力,__1__个省力.
5.如图所示,图甲旗杆顶的定滑轮不省力,但可以__改变力的方向__;图乙起重机的动滑轮可以省力,但__不能__改变力的方向.
6.如图所示的盘山公路相当于简单机械中的__斜面__,在上面行驶时可以__省力__.
四、中考真题对应练习
一.选择题(共14小题)
1.(2021•贺州)现有若干个规格相同的钩码,如图所示,为了使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆的A点挂( )个钩码。
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(2021•营口)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是( )
A.瓶盖起子 B.食品夹
C.核桃钳 D.起钉锤
3.(2021•广西)如图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图。小华若要更省力,下列做法可行的是( )
A.支点不动,脚在杆上的位置前移
B.将支点靠近人,脚在杆上的位置不动
C.将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移
D.将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移
4.(2021•扬州)有关蜡烛跷跷板的小制作,下列说法正确的是( )
A.选用越粗的蜡烛效果越好
B.转轴位置离蜡烛重心越远越好
C.为防止蜡烛摆动过大而翻转,可使转轴位置处于蜡烛重心上方
D.为防止蜡烛摆动过大而翻转,可将蜡烛两端的下侧面削去一些
5.(2021•盐城)旗杆顶端装有定滑轮,升旗时旗手向下拉绳子,国旗冉冉升起。下列说法正确的是( )
A.旗手对绳的拉力一定等于国旗重力
B.旗手对绳的拉力等于国旗重力的一半
C.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离
D.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离的一半
6.(2021•衡阳)如图所示,是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,有关它的说法正确的是( )
A.“标”、“本”表示力,“权”、“重”表示力臂
B.图中的B点为杠杆的支点
C.“权”小于“重”时,A端一定上扬
D.增大“重”时,应把“权”向A端移
7.(2021•青岛)小明自制的杆秤如图所示,O为杆秤提纽,不挂重物和秤砣时,手提提纽杆秤可水平平衡。用它称一物体,已知秤砣质量m=0.2kg,OA=8cm,当OB=40cm时,杆秤水平平衡,则物体的质量为( )
A.1.0kg B.0.8kg C.0.6kg D.0.4kg
8.(2021•镇江)如图所示,轻质杠杆OB可绕O点转动,OA=AB,用细线将重物悬挂在A点,在B点作用竖直向上的拉力F,则在保持杠杆水平静止的情况下( )
A.拉力F的大小为物重的2倍
B.当悬挂点左移时,F将减小
C.若F改为沿图中虚线方向施力,F将增大
D.若物重增加2N,F的大小也增加2N
9.(2021•达州)如图所示,AOB为轻质杠杆,B端用细线挂一重物G,在A端分别施加作用力F1、F2、F3时,杠杆都能在图示位置平衡。则下列说法正确的是( )
A.F1最小
B.F2最大
C.使用此杠杆、筷子、轮轴等机械一定能省力,但不能省功
D.若作用力为F3,保持F3与OA垂直,使重物匀速上升,F3将逐渐减小
10.(2021•广元)如图所示,在“探究杠杆平衡条件”的实验中,轻质杠杆上每个小格长度均为2cm,在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码,当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断,下列说法中正确的是( )
A.杠杆的动力臂为8cm
B.该杠杆为费力杠杆
C.该杠杆的阻力大小为0.5N
D.动力F的大小为1.5N
11.(2021•乐山)如图所示,在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长s=1.2m、高h=0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功,则( )
A.有用功为1.35J,机械效率为75%
B.有用功为2.16J,机械效率为62.5%
C.有用功为1.35J,机械效率为62.5%
D.有用功为1.35J,机械效率为100%
12.(2021•绵阳)在水平地面上,个子较高的甲同学和个子较矮的乙同学共同搬运一个质量分布均匀的木箱,两人一前一后,手都作用在木箱靠近自己一侧的下边缘上,施力方向都竖直向上。第一次,甲同学在前,对木箱施加的力大小为F甲,乙同学在后,对木箱施加的力大小为F乙;第二次,甲、乙同学互换位置,甲同学对木箱施加的力大小为F甲′,乙同学对木箱施加的力大小为F乙′。假设甲、乙同学身体和手臂都伸直,则( )
A.F甲>F乙 B.F甲′=F乙′ C.F甲>F甲′ D.F乙=F乙′
13.(2021•温州)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
14.(2020•宁波)现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b,将铝条a叠在铁条AB上,并使它们的右端对齐,然后把它们放置在三角形支架O上,AB水平平衡,此时OB的距离恰好为La,如图所示。取下铝条a后,将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡,此时OB的距离为Lx.下列判断正确的是( )
A.若La<Lb<L,则La<Lx<成立
B.若La<Lb<L,则Lx>成立
C.若Lb<La,<Lx<La成立
D.若Lb<La,则Lx<成立
二.实验探究题(共2小题)
15.(2021•海南)如图所示,根据杠杆的平衡条件测量某种液体的密度,所用器材:轻质杠杆(自身重力忽略不计)、容积为100mL的空桶、重为0.5N的物体M、刻度尺、细线。
(1)如图甲所示,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 调节;调节杠杆在水平位置平衡的目的是 。
(2)把空桶悬挂在A点,物体M悬挂在B点时,杠杆再次在水平位置平衡,测得OA的长度为10cm,OB的长度为20cm,则空桶重为 N。
(3)若此时,往A点的空桶内注满某种液体,调节物体M到C点时,杠杆在水平位置重新平衡,测得OC的长度为42cm,则桶内液体的密度为 kg/m3。
16.(2021•德阳)如图是“利用杠杆测量玉石密度”的实验。
(1)如图甲所示,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”);
(2)如图乙所示,在溢水杯中装满水,将玉石缓慢浸没在水中,让溢出的水全部流入小桶A中,此时小桶A中水的体积 玉石的体积(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)将玉石从溢水杯中取出,擦干后放入另一相同小桶B中,将装有水和玉石的A、B两个小桶分别挂在已水平平衡的杠杆两端,移动两小桶在杠杆上的位置,直到杠杆在水平位置恢复平衡,如图丙所示。此时小桶A、B的悬挂点离支点O的距离分别为10cm和4cm,若不考虑小桶重力,ρ水=1.0×103kg/m3,则该玉石密度的测量值为 kg/m3;
(4)若考虑小桶重力,则玉石的实际密度值比上述测量值 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
三.计算题(共2小题)
17.(2020•常州)为避免同学们用手按压宿舍楼大门的开门按钮造成交叉传染,小明用轻质木杆自制了“脚踏式杠杆”,借助杠杆按动按钮,如图所示,已知OB=60cm、AB=80cm、OC=15cm,当小明在C点用脚给杠杆施加20N的压力F1时,按钮触发、大门打开。
(1)请在图中作出动力F1的示意图。
(2)该杠杆属于哪种类型?(直接回答)
(3)求此时按钮对杠杆施加的水平阻力F2有多大?
18.(2020•兰州)建筑工人用如图所示的滑轮组匀速提升货物,当货物的重力为300N时,工人对绳施加的拉力为200N,不计绳重与摩擦。求:
(1)动滑轮的重力G动;
(2)此时滑轮组的机械效率η。
参考答案
一.选择题(共14小题)
1.【解析】解:设每个钩码重为G,杠杆每格长度为L,由杠杆平衡条件得:2G×6L=nG×4L,则n=3。
【答案】C。
2.【解析】解:A、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A错误;
B、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B正确;
C、核桃钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C错误;
D、起钉锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D错误。
【答案】B。
3.【解析】解:A、支点不动,脚在杆上的位置前移,此时阻力、阻力臂不变,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,不能省力,故A错误;
B、将支点靠近人,脚在杆上的位置不动,此时阻力不变,阻力臂变大,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,不能省力,故B错误;
C、将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移,阻力不变,阻力臂变大,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,不能省力,故C错误;
D、将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移,阻力不变,阻力臂变小,动力臂变大,根据杠杆的平衡条件可知,动力变小,能省力,故D正确。
【答案】D。
4.【解析】解:
A、制作蜡烛跷跷板时,选用较细的蜡烛能减小蜡烛的重力带来的影响,能使蜡烛在水平位置更加稳定,故A错误;
B、转轴位置离蜡烛重心越远,根据杠杆的平衡条件可知,此时蜡烛容易发生翻转,故B错误;
C、为防止蜡烛摆动过大而翻转,可使转轴位置处于蜡烛重心上方,蜡烛的重心变低了,稳度较高,故C正确;
D、为防止蜡烛摆动过大而翻转,可将蜡烛两端的上侧面削去一些,这样能降低蜡烛的重心,增大稳度,故D错误。
【答案】C。
5.【解析】解:AB、旗杆顶端装有的定滑轮,实质是等臂杠杆,使用时,不省力也不费力。不计绳重和摩擦且国旗匀速上升时,旗手对绳的拉力一定等于国旗重力,若计绳重和摩擦,旗手对绳的拉力大于国旗重力,故AB错误;
CD、旗杆顶端装有定滑轮,定滑轮实质是等臂杠杆,使用时,不省距离也不费距离,则国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离,故C正确、D错误。
【答案】C。
6.【解析】解:
A、力臂是支点到力的作用线的距离,“权”相当于现在的砝码,即动力,把秤的支点到权的距离称之为“标”,在物理中,我们把它称之为动力臂;
重就是重物,相当于杠杆的阻力,把秤的支点到权的距离称之为“本”,在物理中,我们把它称之为阻力臂;则“标”、“本”表示为力臂,“权”、“重”表示为力,故A错误;
B、图中的B点为阻力的作用点,杠杆的支点是O点,故B错误;
C、“权”小于“重”时,根据杠杆平衡原理条件“权”ד标”=“重”ד本”可知:当“标”大于“本”时,杠杆可能在水平位置平衡,所以A端不一定上扬,故C错误;
D、增大“重”时,由于“权”和“本”不变 根据杠杆平衡原理条件“权”ד标”=“重”ד本”可知:应把“标”变大,即把“权”向A端移,故D正确。
【答案】D。
7.【解析】解:杆秤绕提纽O转动,所以点O是杆秤的支点,作用在A处的力使杆秤逆时针转动,由于杆秤水平平衡,其力臂是OA,作用在B处的力使杆秤顺时针转动,其力臂是OB;根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2,可知,m物g×OA=m秤砣g×OB,即m物×8cm=0.2kg×40cm,解得m物=1kg,故A正确,B、C、D错误。
【答案】A。
8.【解析】解:
A、由图可知,OA=AB,阻力的力臂为动力力臂的一半,根据杠杆的平衡条件F×OB=G×OA可知,拉力F的大小为物重的二分之一,故A错误;
B、当悬挂点左移时,动力臂、阻力不变,阻力臂变大,则动力F将变大,故B错误;
C、保持杠杆在水平位置平衡,将拉力F转至虚线位置时,拉力的力臂变小,因为阻力与阻力臂不变,由杠杆的平衡条件可知,拉力变大,故C正确;
D、若物重增加2N,根据杠杆的平衡条件可知,F的变化量为2N×=1N,故D错误。
【答案】C。
9.【解析】解:AB、由图可知,在A点用力时,F1的力臂最短,F3的力臂最长,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力和阻力臂一定时,所施加的动力F1最大,F3最小,故AB错误;
C、图中杠杆为省力杠杆,而筷子是费力杠杆,轮轴可以看作是省力杠杆的变形,它们都不能省功,故C错误;
D、若作用力为F3,保持F3与OA垂直,则动力臂不变,使重物匀速上升时,阻力G不变,阻力臂逐渐小于OB,即阻力臂变小,杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,F3将逐渐减小,故D正确。
【答案】D。
10.【解析】解:A、当动力在A点斜向下拉(与水平方向成30°角)动力臂是:OA=×4×2cm=4cm,故A错误;
B、阻力臂OB,3×2cm=6cm>OA,即阻力臂大于动力臂,该杠杆为费力杠杆,故B正确;
C、该杠杆的阻力大小为:F2=G=4×0.5N=2N,故C错误;
D、根据杠杆的平衡条件,F1l1=F2l2,G×OB=F×OA
代入数据,2N×6cm=F×4cm,
解得,F=3N,故D错误。
【答案】B。
11.【解析】解:有用功W有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J,
总功W总=Fs=1.8N×1.2m=2.16J,
机械效率η=×100%=×100%=62.5%。
【答案】C。
12.【解析】解:如图,木箱质量均匀故其重心在几何中心,标为G,个子较高的甲同学抬箱子时,动力作用点在B处,支点在A点,动力臂为AC,阻力臂为AD,根据杠杆的平衡条件可得:F2×AC=G×AD①;个子较矮的乙同学抬箱子时,动力作用点在A点,支点在B点,动力臂为BF,阻力臂为HB;根据杠杆的平衡条件可得:F1×BF=G×HB ②;由图知:HB>HF③,AC=BF④,AD=HF⑤,综合①②③④⑤可得:F1>F2,即F甲<F乙;当甲、乙同学互换位置后,由于物体的重心位置不变,力臂的长短不发生改变,则甲乙所用力的大小不会发生改变,即与第一次所用力的大小相同,故ABC错误;D正确。
【答案】D。
13.【解析】解: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,分别作出在A、B、C、D四点施加竖直向上的力并延长,再支点作出垂线,即力臂,如图所示:
由图可知最省力的点是D。
【答案】D。
14.【解析】解:由题意可知,将铝条a叠在铁条AB上,并使它们的右端对齐,然后把它们放置在三角形支架O上,AB水平平衡,此时OB的距离恰好为La,
(1)如下图所示,若La<Lb<L,用铝条b替换铝条a就相当于在铝条a左侧放了一段长为Lb﹣La、重为Gb﹣Ga的铝条,
这一段铝条的重心距B端的长度为La+=,
而铁条AB和铝条a组成的整体的重心在支架原来的位置,距B端的长度为La,
要使铁条AB水平平衡,由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,支架O应移到上述两个重心之间,
即La<Lx<,故A正确、B错误;
(2)如下图所示,若Lb<La,用铝条b替换铝条a就相当于从铝条a左侧截掉一段长为La﹣Lb、重为Ga﹣Gb的铝条,
也相当于距B端Lb+=处施加一个竖直向上的力,其大小等于Ga﹣Gb,
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,要使铁条AB水平平衡,支架O应向A端移动,则Lx>La,故C错误;
由Lb<La可知,Lx>La=>,故D错误。
【答案】A。
二.实验探究题(共2小题)
15.【解析】解:
(1)甲图中杠杆向右偏,应将平衡螺母向左调,使杠杆在水平位置平衡,这样的目的是:便于测量力臂的大小;
(2)根据杠杆平衡条件:F1l1=F2l2可得:
G桶•OA=GM•OB,即G桶•10cm=0.5N•20cm,G桶=1N;
(3)由杠杆平衡条件得:
(G桶+G液)•OA=GM•OC,即(1N+G液))•10cm=0.5N•42cm,G液=1.1N;
液体的密度:ρ===1.1×103kg/m3。
【答案】(1)左;便于测量力臂的大小;(2)1;(3)1.1×103。
16.【解析】解:(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,平衡螺母应向上翘的右端移动。
(2)在溢水杯中装满水,将石块缓慢浸没在水中,石块排开的水的体积等于小桶中水的体积;
(3)将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂在调好的杠杆两端,移动小桶在杠杆上的位置,直到杠杆在水平位置恢复平衡,如图丙所示。此时小桶A、B的悬挂点距支点O分别为10cm和4cm,若不考虑小桶重力,根据杠杆平衡条件可知,
G石L1=G水L2,
即m石gL1=m水gL2,
ρ石V石gL1=ρ水V水gL2,
ρ石V石L1=ρ水V水L2,
因为倒出的水的体积就是石块的体积,即V石=V水,
则石块的密度ρ石=•ρ水=×1×103kg/m3=2.5×103kg/m3;
(4)若考虑小桶重力,在图丙中杠杆平衡时,(G石+G桶)L1=(G水+G桶)L2,
G石L1+G桶L1=G水L2+G桶L2,
因为,L1<L2,所以,G桶L1<G桶L2,
所以,G石L1>G水L2,
因此,ρ石V石L1>ρ水V水L2,
所以,ρ石>•ρ水,即石块密度的测量值偏大。
【答案】(1)右;(2)等于;(3)2.5×103;(4)偏大。
三.计算题(共2小题)
17.【解析】解:(1)小明脚对木杆的压力F1垂直作用的木杆上,如图。
(2)木杆是一个杠杆,O 为支点,小明的脚施加的力是动力F1,动力臂为OC,按钮对木杆的压力为阻力F2,阻力臂为OD,动力臂OC小于阻力臂OD,所以木杆是费力杠杆。
(3)根据杠杆平衡条件得,F1×OC=F2×OD,
按钮对木杆的压力水平向左,所以OD=AB,
所以,20N×15cm=F2×80cm,
解得,F2=3.75N。
答:(1)F1的示意图如上图。
(2)该杠杆属于费力杠杆。
(3)此时按钮对杠杆施加的水平阻力F2是3.75N。
18.【解析】解:(1)由图可知,有两段绳子拉着动滑轮,不计绳重与摩擦,根据F=(G+G动)可知,动滑轮的重力为:G动=nF﹣G=2×200N﹣300N=100N;
(2)不计绳重与摩擦,滑轮组的机械效率为:η=====75%。
答:(1)动滑轮的重力G动为100N;
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