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    初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械12.1 杠杆练习

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    这是一份初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械12.1 杠杆练习,共24页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
    12.1 杠杆(培优练)
    一、单选题
    1.如图所示,正常使用时属于费力杠杆的是( )
    A. 筷子 B. 开瓶扳手
    C. 压蒜器 D. 托盘天平

    2.如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图.下列有关说法正确的是( )

    A.刀刃很薄可以增大压力
    B.铡刀实质上是一种费力杠杆
    C.甘蔗放在a点比b点更易被切断
    D.手沿 F1 方向用力比沿 F2 方向更省力
    3.如图,在水平调节平衡的轻质杠杆上挂有重物M、N,使杠杆在水平位置静止,下列说法正确的是( )

    A.M的质量比N的大
    B.N对杠杆的拉力比M小
    C.只将M向B端移一格,杠杆B端会下沉
    D.只将N向B端移一格,杠杆A端会下沉
    4.如图所示,用一细线悬挂一根的,使其静止在水平方向上,O为竹签的中点。这时有两只蚂蚁同时从O点分别向着竹签的两端匀速爬行,在蚂蚁爬行的过程中竹签在水平方向始终保持平衡,则( )

    A.两蚂蚁的质量一定相等
    B.两蚂蚁的爬行速度大小一定相等
    C.两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等
    D.两蚂蚁对竹签的压力一定相等
    5.如下四种用具中,属于费力杠杆的是( )
    A.镊子B.天平C.撬棒D.钢丝钳
    6.日常生活中以下工具①钢丝钳,②镊子,③扳手,④天平,⑤钓鱼竿,⑥瓶盖起子,在正常使用的情况下属于省力杠杆的是( )
    A.①③⑥B.②④⑤C.①④⑤D.②③⑥
    7.关于课本中的力学实验,下列说法错误的是( )
    A.“探究重力大小与质量的关系”实验,可换用形状不同的物体测量
    B.“探究二力平衡的条件”实验,将小卡片旋转一定角度是为了探究处于平衡状态时二力是否在同一条直线上
    C.“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小
    D.“探究阻力对物体运动的影响”实验,小车受到阻力越小,速度越快
    8.共享单车的出现为出行带来了很大方便,近来风靡大街小巷,当人们在平直路面上匀速直线骑行时,以下说法中正确的是( )
    A.单车受到的动力大于单车受到的阻力
    B.骑行过程中单车所受的外力全部消失,单车会慢慢停下来
    C.人和车受到的重力与地面对人和车的支持力是一对平衡力
    D.单车手把是费力杠杆
    9.如图所示,把一根均匀的米尺,在中点O支起,两端分别挂四个钩码和两个钩码,恰好使米尺平衡,按下列方式增减钩码或移动钩码,下列方式仍能保持米尺平衡的是( )

    A.原钩码下两边各加一个钩码
    B.两边钩码各向外移动一格
    C.左边增加一个钩码,右边向外移动一格
    D.左右两边的钩码各减少一个
    10.如图a是开启汽水瓶盖的起子的一种使用方法,可将此起子看成一个杠杆,则图中关于此杠杆支点、动力、阻力的画法,其中正确的是( )

    A.B. C.D.
    11.如图甲、乙所示,是某人分别用两种方式挑着同一物体行走时的情景,小明看后感到疑惑,于是想用实验的方法探究,他要研究的问题是,在杠杆平衡的情况下( )

    A.动力臂和阻力一定时,动力和阻力臂的关系
    B.动力和阻力一定时,动力臂和阻力臂的关系
    C.动力和阻力臂一定时,动力臂和阻力的关系
    D.动力臂和阻力臂一定时,动力和阻力的关系
    12.如图所示,一轻质杠杆OA在力FA、FB的作用下保持水平平衡,O为杠杆的支点,则下列关系式中正确的是( )

    A.FA•OA=FB•OB B.FA•OA<FB•OB C.FA•OB=FB•OB D.FA•OA>FB•OB
    13.如图所示,杠杆在水平状态保持静止,要使弹簧测力计的示数变为原来的 12 ,下列措施中可行的是( )

    A.去掉三个钩码 B.把钩码向左移动2小格
    C.把钩码向右移动2小格 D.把弹簧秤测力计向左移动2小格
    14.学习小组根据杠杆原理自制了一个杆秤,如图所示,将秤盘固定在A点,秤盘上不放重物且无秤砣时,提纽移至O点处杆秤恰好可以水平平衡,测得OA=4cm。当在秤盘中放入重物时,将秤砣移至B点,恰好能使杆秤水平平衡,OB=20cm,所用秤砣质量为0.5kg。以下说法错误的是( )

    A.自制杆秤的零刻度线恰好在O点
    B.若杆粗细不均匀,秤的刻度线分布也要不均匀
    C.要使该杆秤的量程变大,应该换用质量更大的秤砣
    D.将秤砣移至B点,秤盘放置2.5kg重物时杆秤再次平衡
    15.如图所示为一轻质硬棒,在A点悬挂重物G,在C点作用一拉力F,使硬棒水平平衡,则硬棒的支点可能在( )

    A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
    16.重为100N的甲物体静止在水平地面上时。对地面的压强为6×105Pa、现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,乙物体的质量为3kg。杠杆在水平位置平衡时。如图所示。OA:AB=2:7,g取10N/kg。要使甲物体恰好被细绳拉离地面。则( )

    A.甲物体的重力减少20N
    B.甲物体的底面积应小于6×10-5m2
    C.移动支点O的位置,使AO:AB=14
    D.杠杆B端所挂物体的质量至少增加至4kg
    17.如图所示为等刻度的轻质杠杆,A处挂一个重为4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.可能为1牛 B.可能为4牛 C.一定为2牛 D.一定为8牛
    18.如图所示的杠杆,O为支点,B点挂一重物G,在A点分别施力FFF使杠杆平衡,这三个力中最小的是( )

    A.F1 B.F2 C.F3 D.无法确定
    19.如图所示,AB为一轻质杠杆,O为支点,BO=2AO,在A、B两端分别悬挂实心铜球和实心铁球,杠杆在水平位置平衡,若将两球同时浸没在水中(不触底),则杠杆(ρ铜>ρ铁)( )

    A.能保持平衡
    B.铜球一端下降
    C.铁球一端下降
    D.球的密度未知,故无法判断哪端下降
    20.如图所示,分别用F1、F2和F3作用在杠杆上(始终竖直的力F1、始终与杠杆垂直的力F2、始终水平的力F3),将杠杆缓慢地由实线位置拉到水平位置时,下列说法正确的是( )

    A.这三个力都逐渐变大 B.这三个力都逐渐变小
    C.F1、F2逐渐变大、F3大小不变 D.F2、F3逐渐变大、F1大小不变
    21.如图所示,一根粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上,现用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起。在这个过程中,力F作用在A端且始终与铁棒垂直,则用力F将( )

    A.逐渐变小 B.逐渐变大 C.保持不变 D.先变小后变大
    22.如图所示,在底面积为50cm2的大烧杯中装有适量的水,杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动,CO=3DO,钩码A的质量为100g。杠杆CD在水平位置平衡时,物体B有15的体积露出水面;当在A的下方加挂1个相同的钩码时,物体B有35的体积露出水面,杠杆CD仍在水平位置平衡。g取10N/kg,杠杆、悬挂物体的细绳的质量可忽略不计,则下列选项正确的是( )

    A.物体B的密度1.5×103kg/m3
    B.物体B的体积为500cm3
    C.物体B浸没在水中受到浮力的大小为75N
    D.挂两个钩码与挂一个钩码相比,烧杯底部受到水的压强减小了600Pa
    二、多选题
    23.物理研究中常用图像来表示两个物理量之间的关系,从而直观、简洁地展示物理规律。下列两个量之间的关系符合图所示的是( )

    A.物体所受的重力跟它的质量的关系
    B.杠杆平衡时,动力跟动力臂的关系
    C.受力面积相同时,压强跟压力的关系
    D.浸没在液体中的物体所受浮力跟浸没深度的关系
    24.如图所示,O为杠杆的支点,杠杆在重物G和力F1的作用下处于水平位置并且平衡,如果用力F2代替力F1使杠杆仍在图中位置保持平衡,下列关系中正确的是( )

    A.F1<G B.F2>G C.Fl=F2 D.F1>F2
    25.关于筷子的使用,下列说法正确的有( )
    A.筷子夹住食物匀速上升的过程中,食物的机械能守恒
    B.我们正常使用筷子时,筷子是省力杠杆
    C.我们正常使用筷子时,筷子是费力杠杆
    D.越是光滑的筷子,越不容易夹起食物
    26.如图所示,在做“研究杠杆平衡条件”的实验时,以下说法中正确的是( )
    A.不挂钩码时,若发现杠杆左端下沉,应将平衡螺母向右调
    B.挂上钩码后,为使杠杆在水平位置重新平衡,可以再次调节平衡螺母
    C.在A点挂上钩码后,为使杠杆在水平位置平衡,应在B点竖直向上施力
    D.若将A点的钩码向左移动,为使杠杆水平位置保持平衡,在B点施加的力将变大
    27.如图所示为脚踩式垃圾筒的示意图,在打开盖子的过程中,是杠杆ABC和杠杆DEF在起作用,下列说法正确的是( )

    A.杠杆ABC是以B为支点,是省力杠杆
    B.杠杆ABC是以B为支点,是费力杠杆
    C.杠杆DEF是以D为支点,是费力杠杆
    D.杠杆DEF是以D为支点,是省力杠杆
    28.甲物体静止在水平地面上时,对地面的压强为6×105Pa。现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,如图所示,当杠杆在水平位置平衡时,甲物体对地面的压强为2×105Pa,已知乙物体的质量为2kg,AO:AB=1:4,g取10N/kg。要使甲物体恰好被细绳拉离地面,下列判断中正确的是( )

    A.甲物体的底面积应小于3×10-5m2
    B.甲物体对地面的压力只需减少20N
    C.杠杆B端所挂物体的质量至少增加1kg
    D.可以移动支点O的位置,使OA:OB=2:9
    29.如图轻质杠杆 AB 两端用轻绳悬挂着两个完全相同的正方体物品甲和乙,杠杆放在可移动支点Р上,乙静止在水平地面上。起初,物品甲下表面无限接近水面(刚好不被水打湿),计时开始( t=0 ),上推活塞,使水面以速度v匀速上升直到甲刚好完全被水淹没,停止计时(不计甲在水中相对运动的阻力)。上述过程中通过移动支点Р维持 BD 绳中拉力恒为乙重力的0.6倍,且杠杆始终水平。已知水的密度为 ;甲、乙边长均为a,密度均为 ρ(ρ>ρ水) 。下列说法正确的是( )

    A.t=0时,甲不受浮力
    B.乙对地面的压力为0.4ρa3g
    C.从开始计时到停止计时支点P应逐渐向左移动
    D.任意时刻t时,BP:PA = ρa−ρ水vt0.6ρa
    三、填空题
    30.如图所示手推车,车内货物均匀摆放。车前行时,需经过障碍物。当售货员将推车前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,这时推车可以视为杠杆,支点是 (选填“前轮”或“后轮”);当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把,这时支点是 (选填“前轮”或“后轮”)。后一种情况下,推车可以视为 杠杆。

    31.如图所示,轻质杠杆OA中点处悬挂一质量为5kg的物体,在A端施加一个竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F= N;保持力F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。(g取10N/kg)

    32.如图为人用鱼竿钓鱼的情景,图中人用鱼竿钓鱼时,动力臂L1和阻力臂L2大小关系是L1 L2;由杠杆平衡条件得:F1 F2;钓鱼竿是 力杠杆。

    33.如图所示,杠杆的 A点挂边长为 2dm、密度为 ρ1=2kg/dm3 的正方体C,在B点挂边长为 1dm正方体D,已知AO:OB=1:2,杠杆水平平衡时,D静止在空中,C对水平地面的压强为 p1=1000Pa;将正方体D 浸没在未知液体中时(未接触到容器),杠杆平衡位置不变,C 对水平地面的压强增大为 1400Pa,g取 10N/kg。则:物块D的重力是 N,物块D浸没在液体中时受到的浮力为 N,未知液体的密度为 kg/m3。

    34.一根金属棒AB置于水平地面上,现小明通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起,如图甲所示,在此过程中,弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示,请根据图象解答下列问题:

    (1)金属棒的重力G为 N;
    (2)金属棒的重心到A端的距离d= m;
    (3)小明想同样的方式使用弹簧测力计竖直将棒的左端A端拉起,则A端刚好被拉起时弹簧测力计的示数为 N。
    35.如图,重力不计的一长木板AB可绕O点无摩擦转动,且OA=1m,OB=3m。在A端挂一边长为0.4m的正方体C,体重为500N的小明站在B点时,正方体C对地面的压力刚好为300N。则正方体C的重力为 N;当小明由B点向左走 m时,正方体C对地面的压强是5000Pa。

    36.如图所示,一轻质杠杆支在支架上,OA=20cm,G1为边长是5cm的正方体,G2重为20N.当OC=l0cm时,绳子的拉力为 N,此时G1对地面的压强为2×104Pa.现用一水平拉力,使G2以 cm/s的速度向右匀速运动,经过12.5s后,可使G1对地面的压力恰好为零.

    四、实验探究题
    37.利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。

    (1)为排除杠杆自重对实验的影响,实验前把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图甲所示位置,此时应将杠杆右端的螺母向 调节(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置达到平衡。
    (2)在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,这样做的目的是 。
    (3)实验时,在杠杆左侧A位置(左边位置第四格)先挂了3个钩码,如图乙所示,则在右侧B位置(右边位置第三格)应挂 个相同规格的钩码,杠杆可以重新在水平位置平衡。
    (4)如图丙所示,小明在A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到D位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计示数 (选填“变大”或“变小”),原因是当拉力由倾斜变成垂直时,阻力、阻力臂不变,拉力的力臂 (选填“变大”或“变小”)。
    38.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:

    (1)如图a所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 旋(选填“左“或“右”).
    (2)如图b所示,在A位置上挂两个相同钩码,应该在B位置挂上 个同样的钩码,才能使杠杆在水平位置平衡.
    (3)如图c所示,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
    (4)使用杠杆能为我们的生活带来方便.下列杠杆能够省距离的是 .

    A.钳子 B.独轮车 C.羊角锤 D.筷子
    五、计算题
    39.如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动,已知AB=120 cm,AO∶OB=2∶1,悬挂在A端的桶与沙土的总质量为20 kg,悬挂在B端的配重所受重力为100N。求:

    (1)悬挂在A端的桶与沙土的总重力大小;
    (2)当杠杆AB在水平位置平衡时,求竖直向下的拉力F的大小;
    (3)将配重取下并保持原来的拉力F的大小和方向都不变,若要使杠杆AB仍在水平位置平衡,应将O点向左移动多少距离?
    40.甲、乙是两个完全相同的均匀实心圆柱体,底面积为20cm2,高为10cm,重力为5.4N。甲放在水平地面上,细绳的一端系于圆柱体甲上表面的中央,另一端竖直拉着轻质杠杆的A端,AO:OB=2:1,当把圆柱体乙悬挂在杠杆的B端,并放入装有一定量水的薄壁圆柱形容器M中,此时,杠杆在水平位置平衡,圆柱体乙刚好有3/4体积浸在水中,容器中水的深度为20cm,如图所示。(已知=1.0×103kg/m3)求:

    (1)容器M底部受到水的压强;
    (2)圆柱体乙受到水的浮力;
    (3)杠杆在水平位置平衡时,A端受到绳子的拉力。
    41.如图所示,长2m的轻质杠杆AB可绕O点无摩擦转动,支点O在中点。将边长为10cm的均匀实心正方体甲用细绳系于杠杆的C端并放在水平放置的电子盘秤上,重为50N的正方体乙用细绳系于D点,杠杆水平平衡,OC=OD=0.5m,此时盘秤的示数为3kg,已知盘秤水平放置且最大称量为5kg,不计细绳重且细绳不可伸长。求:

    (1)甲对盘秤的压强是多少?
    (2)保持甲物体不动,移动悬挂乙物体的细绳,为了能使杠杆继续在水平位置平衡,悬挂乙物体的细绳距离支点O最近和最远的距离分别是多少?
    (3)在图中状态下,若沿竖直方向将甲的左右两边各切去厚度为 12 a的部分,然后将D点处系着乙的细绳向左移动a时,杠杆水平平衡,此时台秤的示数为0.9kg,求a的值为多少?
    42.某校物理兴趣小组改装了一个压力传感器改装为水深测量仪,设计了如图甲所示的装置。轻质杠杆的支点为O,不吸水的实心圆柱体A通过轻质细线悬于杠杆左端C点,A的体积为 5×10−3m3 ,A的高度h0=50cm,上表面与容器中的水面刚好相平,下表面与置于水平桌面上的薄壁圆柱形容器底部刚好接触但无挤压。物体B通过轻质细线悬于杠杆右端D点,置于压力传感器上,压力传感器可以显示B对其支撑面压力F的大小。连接杠杆和物体A、B间的细线承受的拉力有一定限度。现对该装置进行测试,以500cm3/min的速度将圆柱形容器中的水缓缓抽出,10min恰能将水全部抽尽,压力传感器示数F随时间t变化的图像如图乙所示。杠杆始终静止在水平位置,不计杠杆、细线的重力,不计细线的形变,已知圆柱形容器底面积S=200cm3,杠杆OC∶OD=1∶2。求:

    (1)t=0min时刻,A所受到的浮力是多少?
    (2)若B的重力GB为40N,则A的重力GA是多少?
    (3)研究小组对装置进行了改进,使得圆柱形容器中水的深度从0上升到50cm的过程中,连接杠杆和物体A、B间的细线始终有拉力。写出压力传感器示数F随水深h变化的关系式(可以不用写出具体的计算过程),并在图丙中作F-h图像。

    答案
    1.A
    解:A.筷子在使用时动力臂小于阻力臂,可以省距离,所以是费力杠杆,A符合题意;
    B.开瓶的扳手,其动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,B不符合题意;
    C.压蒜器的动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,C不符合题意;
    D.托盘天平的动力等于阻力臂,是等臂杠杆,D不符合题意。
    故答案为:A。

    2.C
    解:刀刃很薄是在压力一定的情况下,通过减小接触面积来增大压强的,A不符合题意;铡刀在使用时因为动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,B不符合题意;由杠杆的平衡条件知道,甘蔗放在a点比b点时的阻力臂变小,动力也会变小,即更易被切断,C符合题意;由杠杆平衡条件知道,手沿F1方向用力比沿F2方向时动力臂要小,故动力越大,D不符合题意.
    故答案为:C.

    3.C
    解:设杠杆上一格长度为L。
    AB.由杠杆的平衡条件可知GM×4L=GN×3L
    因为4L>3L
    所以GM<GN
    N对杠杆的拉力比M大,M的质量比N的小,AB不符合题意;
    C.只将M向B端移一格,杠杆A端力和力臂的乘积是GM×3L,杠杆B端力和力臂的乘积是GN×3L,因为GM×4L=GN×3L
    所以GM×3L<GN×3L
    杠杆B端会下沉,C符合题意;
    D.只将N向B端移一格,杠杆A端力和力臂的乘积是GM×4L,杠杆B端力和力臂的乘积是GN×4L,因为GM×4L=GN×3L
    所以GM×4L<GN×4L
    杠杆B端会下沉,D不符合题意。
    故答案为:C。

    4.C
    解:ABC.根据杠杆平衡条件可知,蚂蚁爬行时满足G1l1=G2l2
    由G=mg和v= lt 得m1gv1t=m2gv2t
    所以m1v1=m2v2
    AB不符合题意,C符合题意。
    D.因在蚂蚁爬行的过程中竹签在水平方向始终保持平衡,则两蚂蚁对竹签的压力等于各自的重力,不一定相等。D不符合题意。
    故答案为:C。

    5.A
    解:A.镊子在使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,A符合题意;
    B.天平的左右力臂是相等的,是等臂杠杆,B不符合题意;
    C.撬棒在使用的过程中动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,C不符合题意;
    D.钢丝钳在使用的过程中动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,D不符合题意。
    故答案为:A。

    三种杠杆:
    (1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂,平衡时动力小于阻力。特点是省力,但费距离。(如剪铁剪刀,铡刀,起子)
    (2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂,平衡时动力大于阻力。特点是费力,但省距离。(如钓鱼杠,理发剪刀等)
    (3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,平衡时动力等于阻力。特点是既不省力,也不费力。(如:天平)

    6.A
    解:①钢丝钳、③扳手、⑥瓶盖起子,在使用的过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆; ②镊子、⑤钓鱼竿,在使用的过程中,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;
    ④天平在使用的过程中,动力臂等于阻力臂,为等臂杠杆。
    故答案为:A。

    7.D
    解:A.“探究重力大小与质量的关系”实验,可换用形状不同的物体测量,排除形状的影响,A正确,不符合题意;
    B.“探究二力平衡的条件”实验,将小卡片旋转一定角度,撒手后小卡片又转回平衡位置,是为了探究处于平衡状态时二力是否在同一条直线上,B正确,不符合题意;
    C.“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验,物体排开液体的体积越大,浮力越大,弹簧测力计的示数越小,C正确,不符合题意;
    D.“探究阻力对物体运动的影响”实验,小车受到阻力越小速度减小得越慢,D错误,符合题意。
    故答案为:D。

    8.C
    解:A.因为在匀速直线运动,即平衡状态,所以动力等于阻力,故A错误。
    B. 骑行过程中单车所受的外力全部消失,所以无法改变它的运动状态,所以单车会一直做匀速直线运动,故B错误。
    C.人和车受到的重力与地面对人和车的支持力,方向相反,大小相等,作用在一条直线上,作用在同一物体上,是一对平衡力,故C正确。
    D.手把的动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D错误。
    故答案为:C
    9.C
    解:A.原钩码下两边各加一个钩码,则有: 5G×2l2G×5l,不符合杠杆平衡条件,米尺不能平衡,故B不符合题意;
    C.左边增加一个钩码,右边向外移动一格,则有 5G×2l=2G×5l,符合杠杆平衡条件,米尺能平衡,C符合题意;
    D.左右两边的钩码各减少一个,,则有 3G×2l>1G×4l,不符合杠杆平衡条件,米尺不能平衡,D不符合题意。
    故答案为:C。

    10.C
    解:由题意可知要想把瓶盖打开,支点在瓶盖上方中心处,开瓶器手柄应逆时针转动,即动力方向是逆时针;瓶盖阻碍开瓶器的转动,所以阻力的方向是顺时针,由此可知图C是正确的。故答案为:C。

    11.A
    解:由甲、乙两图可知,肩膀可以看成支点,同一物体的重力不变,则阻力相同;手到肩膀的距离相同,可知动力臂相同;物体到肩膀的距离不同,则阻力臂不同,所以要研究的问题是:动力臂和阻力一定时,动力和阻力臂的关系.
    故答案为:A。

    12.D
    解:过O点作FA作用线的垂线段,即FA的力臂;如图所示:

    ∵FB的方向与OA垂直,
    ∴FB对应的力臂为OB;显然FA的方向与OA不垂直;
    从图中可知 FA的力臂为OC,并且OC小于OA,故:FA×OC=FB×OB
    因为OA大于OC,因此FA×OA>FB×OB
    故答案为:D。

    13.B
    解:根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,4G×4L=F2×8L,
    解得F2=2G,
    要使弹簧测力计的示数变为原来的 12 ,即F2=G。
    A.去掉三个钩码,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,G×4L=F'2×8L,
    所以F'2= 12 G,不符合题意;
    B.把钩码向左移动2小格,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,4G×2L=F'2×8L,
    所以F'2=G,B符合题意;
    C.把钩码向右移动2小格,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,4G×6L=F'2×8L,
    所以F'2=3G,C不符合题意;
    D.把弹簧秤测力计向左移动2小格,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,4G×4L=F'2×6L,
    所以F'2= 83 G,D不符合题意。
    故答案为:B。

    14.B
    解:A.秤盘上不放重物且无秤砣时,提纽移至O点处杆秤恰好可以水平平衡,则O为其重心(也为杆秤的支点);此时秤盘中无重物,若把秤砣悬挂在O点处,因秤砣对杆秤的拉力过支点,其力臂为0,杆秤仍平衡,由此可知该杆秤的零刻度线应该标在O点,A正确,不符合题意;
    B.无论杆秤粗细是否均匀,秤的刻度线分布都是均匀的,因为无论杆秤粗细是否均匀,由杠杆平衡条件可知G×OB=m′g×OA
    即mg×OB=m′g×OA
    所用秤砣质量为0.5kg,则OB=m′×OA0.5kg
    因OA0.5kg是一个定值,所以OB与m′成正比,B错误,符合题意;
    C.由杠杆平衡条件可得G×OB=m′g×OA
    即m′=G×OBg×OA=0.5kg×OBOA
    所以要使该杆秤的量程变大,应该换用质量更大的秤砣,C正确,不符合题意;
    D.将秤砣移至B点,秤砣重为G=mg=0.5kg×10N/kg=5N
    由杠杆平衡条件可得G×OB=m′g×OA
    即5×20cm=m′×10N/kg×4cm
    解得m′=2.5kg,D正确,不符合题意。
    故答案为:B。

    注:杆秤的零刻度为测量物体的质量为0时,杠杆平衡时秤砣在杠杆上悬挂的位置;提钮移至O点处杆秤恰好可以水平平衡,则O为其重心。
    无论杆秤粗细是否均匀,秤的刻度线分布都是均匀的。因为无论杆秤粗细是否均匀,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可推导OB与m′的函数关系,根据函数关系即可解决。
    要使该杆秤的量程变大,应该换用质量更大的秤砣。
    将秤砣移至B点,根据G=mg计算秤砣重,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得秤盘中物体的质量。
    15.D
    解:动力与阻力使杠杆的转动方向相反,物体对杠杆施加的拉力使杠杆逆时针转动,另一个力需使杠杆顺时针转动;A点与C点是力的作用点,作为支点时力臂为零,不可能作为支点;B点作为支点时二力使杠杆转动方向相同;在D点时二力使杠杆转动方向相反,符合要求。
    故答案为:D。
    注:杠杆上的动力和阻力使杠杆的转动方向相反。

    16.D
    解:A.甲物体的质量不变,重力不变,
    ∴ A不符合题意;
    B.由重力的计算公式可得,乙物体的重力为:G=mg=3kg×10N/kg=30N
    由杠杆平衡条件F1×l1=F2×l2得,杠杆平衡时A端所受得拉力应为:
    F1=F2×l2l1=G×OBOA=G×(AB−OA)OA=30N×(7−2)2=75N
    而甲物体的重力为100N,此时甲物体对地面的压力为:
    F1=G甲-F1=100N-75N=25N
    由p=FS可得,甲物体对地面的压力的受力面积为:
    S=Fp=G甲p0=100N6×105Pa≈16.7×10−5m2
    ∴ B不符合题意;
    C.若移动支点使AO:AB=1:4
    则AO:OB=1:3
    由杠杆平衡条件得 OA⋅G甲OB⋅G=1×100N3×30N=109≠1
    ∴ C不符合题意;
    D.要使甲物体恰好被拉起,由杠杆平衡条件可得,B端应施加的力为:
    GB=F2=F1×l1l2=G甲×OAAB−OA==100N×27−2=40N
    由重力的计算公式可得,乙物体的质量应为:
    m乙=GBg=40N10N/kg=4kg
    ∴ D符合题意。
    故答案为:D。

    17.B
    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:4N×2L=FB最小×4L,则FB最小=2N,
    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2N,
    因此要使杠杆平衡,作用在B处的力F⩾2N,
    ∴ ACD不符合题意,B符合题意;
    故答案为:B.

    18.B
    解:根据力臂是支点到力的作用线的垂直距离,分别将A点的三个力F1、F2、F3的力臂画出,

    L1、L3分别是Rt△OCA、Rt△ODA的一条直角边,L2是它们的斜边,所以,L2最长;
    由杠杆平衡条件可知:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小.
    ∴可知图中L2最长,F2最小.
    故答案为:B.

    19.B
    解:AB两端分别悬挂实心铜球和实心铁球,杠杆在水平位置平衡,则:
    OA×G铜 =OB×G铁,
    根据阿基米德原理可知:
    OA×ρ铜gV铜 =OB×ρ铁gV铁,
    所以,V铜/V铁=2ρ铁/ρ铜,
    当两球同时浸没在某液体中时:
    F浮铜=ρ液 gV铜=2ρ液gρ铁V铁/ρ铜,F浮铁=ρ液 gV铁,
    杠杆左端:
    OA×(G铜 -F浮铜 )
    = OA×G铜 -OA×F浮铜
    =OA×G铜 -OA×ρ液 gV铜
    = OA×G铜 -OB×ρ液 gρ铁V铁/ρ铜
    杠杆右端:
    OB×(G铁 -F浮铁 )
    =OB×G铁 -OB×F浮铁
    =OB×G铁 -OB×ρ液 gV铁,
    因为BO=2AO,OA×G铜 =OB×G铁 ,ρ铁 <ρ铜,
    所以杠杆的左端下沉,故选B.
    故答案为:B.

    20.D
    解:(1)如图所示:

    根据图示可知,杠杆原来位置的动力臂为LOA,阻力臂为LOD;杠杆在水平位置时,动力臂为LOC,阻力臂为LOB;
    根据直角三角形中边的关系和三角形中位线可知:LOD:LOA=LOC:LOB=1:2(为定值);
    由杠杆平衡的条件可得:F= L2L1 G;
    由于力臂的比值不变,重力不变,因此拉力F1始终不变.
    (2)根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,将当用始终垂直杠杆的力F1将物体提升至水平位置的过程中,动力臂不变,阻力不变,阻力力臂变大,所以动力F2变大;
    (3)将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B,阻力G的力臂变大,而阻力不变;力F作用在杠杆一端且始终是水平方向,即方向不变,所以动力臂变小,
    ∴ 根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析得出动力F3变大.
    故选D.

    21.A
    解:如下图所示:

    在抬起的过程中,阻力F2不变,F与铁棒始终垂直,以动力臂L1不变,由于铁棒的位置的变化,导致了阻力F2的阻力臂L2在变小,根据杠杆的平衡条件可得:FL1=F2L2可知,L1、F2都不变,L2变小,所以F也在变小;
    故选A。

    22.D
    解:在底面积为50cm2的大烧杯中装有适量的水,杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动,CO=3DO,钩码A的质量为100g。杠杆CD在水平位置平衡时,物体B有的体积露出水面;根据杠杆的平衡条件可知,B物体对D点的拉力是0.3N,
    物体B受到的浮力是: F1=ρg45vB,
    ∴ G−F1=G−ρg45vB=0.3N①
    当在A的下方加挂1个相同的钩码时,物体B有的体积露出水面,杠杆CD仍在水平位置平衡。根据杠杆的平衡条件可知:
    此时B物体对D点的拉力是0.6N,物体B受到的浮力是: F2=ρg25vB,
    ∴ G−F2=G−ρg25vB=0.6N②
    根据式子①和②求出物体的B重力是0.9kg,物体B的体积是7.5×10-5m3;
    物体B浸没在水中受到浮力的大小为:
    F浮=ρgV=1.0×103Kg/m3×10N/kg×7.5×10−5m3=0.75N
    ∴ 物体B的密度为: ρB=0.9Kg7.5×10−5m3=1.2×103kg/m3。
    挂两个钩码与挂一个钩码相比,
    烧杯底部受到水的压力减小了0.3N,减小的压强是ΔP=0.3N50cm2=600Pa。
    故选D

    23.A,C
    解:A.物体所受的重力跟它的质量成正比,A符合题意;
    B.杠杆平衡时,动力跟动力臂的关系是成反比,B不符合题意;
    C.受力面积相同时,压强跟压力成正比,C符合题意;
    D.浸没在液体中的物体所受浮力跟浸没深度无关,D不符合题意。
    故答案为:AC。

    24.B,D
    解:设阻力臂为L2,杠杆长为L;从图中可知,F2与杠杆垂直,
    因此其力臂为最长的力臂,故F2为最小的动力,即F1>F2;
    由杠杆平衡条件可得: F2L2=GL
    ∵L2L
    ∴F2G
    故答案为:BD。

    25.C,D
    解:A. 筷子夹住食物匀速上升的过程中,食物的高度增加,重力势能增加,机械能增加,
    ∴ A不符合题意;
    BC.筷子在正常使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,B不符合题意、C符合题意;
    D.越是光滑的筷子,压力相同时摩擦力越小,越不容易夹起食物,D符合题意。
    故答案为:CD
    注:动能大小的影响因素:质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度.机械能:动能和势能的统称.(机械能=动能+势能)
    费力杠杆:L1F2.特点是费力,但省距离.(如钓鱼杠,理发剪刀等)
    滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系.压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
    26.A,D
    解:A、杠杆的左端下沉,说明这一侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向右调节,故A符合题意;
    B、挂上钩码后,为使杠杆在水平位置重新平衡,不能再次调节平衡螺母,B不符合题意;
    C、在A点挂上钩码后,力与力臂的乘积产生的效果是逆时针转动,在B点施加的力与力臂的乘积产生的效果是顺时针转动,杠杆才能保持平衡,B点力的方向应竖直向下,C不符合题意;D、将A点的钩码向左移动,阻力臂变大,在阻力、动力臂不变的情况下,为使杠杆水平位置保持平衡,在B点施加的力将变大,D符合题意。
    故答案为:AD。

    27.A,C
    解:如图,杠杆ABC,在A点施力向下时,C点上升,所以B点为支点,因为AB大于BC,即动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆;
    当C点上升时,通过连杆推动E点上升,将盖子打开,DEF杠杆,是以D点为支点的,由于DE小于盖子的重心到D点的距离,即动力臂小于阻力臂,为费力杠杆。
    AC符合题意,BD不符合题意。
    故答案为:AC

    28.C,D
    解:A.乙物体的重力:G乙=m乙g=2kg×10N/kg=20N
    根据杠杆平衡条件FALOA=G乙LOB
    ∴ AO:AB=1:4,则OA:OB=1:3,
    ∴ 细绳对A端的拉力:FA=G乙×LOBLOA=20N×3=60N
    则细绳对甲的拉力也为60N,甲对地面的压力ΔF减少了60N,可得:
    ΔF=F1-F2=p1S-p2S
    解得S=1.5×10-4m2,A不符合题意;
    B.甲的重力:G甲=F1=p1S=6×105Pa×1.5×10-4m2=90N
    甲对地面的压力为:F甲=G甲-ΔF=90N-60N=30N
    ∴ 要使甲物体恰好被细绳拉离地面,甲物体对地面的压力只需减少30N即可,B不符合题意;
    C.要使甲物体恰好被细绳拉离地面,甲对地面的压力为0,A端受到的拉力等于甲的重力,根据杠杆平衡条件G甲LOA=G乙′LOB
    解得:G乙′=30N,
    ∴ 杠杆B端所挂物体的质量至少增加:
    Δm=ΔG乙g=30N−20N10N/kg=1kg
    C符合题意;
    D.根据杠杆平衡条件G甲LOA′=G乙LOB′
    解得:LOA'LOB'=G乙G甲=20N90N=29,故D符合题意。
    故答案为:CD。

    29. A、B、D
    解:A. t=0 时,物品甲下表面无限接近水面(刚好不被水打湿),甲没有浸没在水中,故不受浮力,故A符合题意;
    B.绳子的拉力为: F拉=0.6G=0.6mg=0.6ρa3g
    那么乙对地面的压力为: F压=G−F拉=ρa3g−0.6ρa3g=0.4ρa3g
    故B符合题意;
    C.从开始计时到停止计时,由于甲受到浮力,A处的拉力减小,而B处的拉力不变,而杠杆故支点只能往右移动,力臂BP变小,才可能实现杠杆的再次平衡,故C不符合题意;
    D.任意时刻t时,甲物体浸没的高度为 vt ,甲浸没的体积为:
    V浸没=S甲ℎ=a2vt
    ∴ 甲所受的浮力为: F浮=ρ水gV排=ρ水ga2vt
    A点的拉力为 FA=G−F浮=ρa3g−ρ水ga2vt
    ∴ BP:PA = BPPA=l1l2=F2F1=FAFB=ρa3g−ρ水ga2vt0.6ρa3g=ρa−ρ水vt0.6ρa
    故D符合题意。
    所以答案为:ABD。

    30.后轮;前轮;省力
    【解:售货员向下按扶把,后轮固定不动,整个车围绕着后轮转动,所以后轮可以看做是支点。 售货员向上提扶把,前轮不动,整个车围绕前轮转动,前轮可以看做支点。
    当前轮作为支点时,人提扶把的力视为动力,车自身的重力为阻力,从图中可以看出,动力臂是大于阻力臂,由杠杆平衡条件可知,动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆。

    31. 25;不变
    解:物体的重力为:G=mg=5kg×10N/kg=50N
    根据杠杆的平衡条件有: G×L2=F×L
    则 F=G2=50N2=25N
    当杠杆到达B位置时,力臂如图所示

    由图知,阻力臂减小了,D始终为中点,
    ∴根据杠杆的平衡条件有:G×LG'=F′×LF'
    根据图中DE为△OBM的中位线可知:

    所以拉力F不变。

    32. ;;费力
    解:在用钓鱼杆钓鱼时,可以将左手与钓鱼杆的接触点看作是杠杆的支点,右手与钓鱼杆接触的点是动力作用点,杆头挂钓线处为阻力作用点。分析可知,此杠杆工作时动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件可以知道,动力大于阻力,是个费力杠杆。

    33. 60;8;0.8×103
    解:①由杠杆水平平衡时,D 静止在空中,C 对水平地面的压强为:
    p1=1000Pa,可得 FA⋅OA=FB⋅OB
    根据力的相互作用性 FB=GD
    根据力的相互作用性,C物体受力为 :GC=FA+N=FA+p1SC
    GC=ρ1gVC=2kg/dm3×10N/kg×(2dm)3=160N
    N=p1SC=1000Pa×(0.2m)2=40N
    则 FA=GC−N=160N−40N=120N
    联立可得物块D的重力为: GD=FA⋅OAOB=120N×12=60N
    ②由题知,物体C对地面的压强增加值:Δp= 1400Pa- 1000Pa=400Pa ,
    则地面增加的压力: ΔFC=ΔpSC=400Pa×4×10-2m2=16N ,
    杠杆A端减小的拉力:
    ΔFA=ΔFC=16N ,由杠杆平衡条件可得:
    (GC-FC-ΔFA) ×AO= ( GD-FD浮) ×OB,
    ( 160N-40N-16N) ×1= ( 60N-FD浮) ×2,
    解得: FD浮=8N ;
    因为 FD浮=ρ液gVD
    ∴未知液体的密度为: ρ液=FD浮gVD=8N10N/kg×(0.1m)3=0.8×103kg/m3

    34. (1)5; (2)0.64; (3)1
    解:(1)由乙图可知,在B端离地0.8m处时,A离地面,因为W=Gh,所以金属棒的重力G= ΔWΔℎ = 5.2J−3.2J1.2m−0.8m =5N,
    (2)由于拉力始终竖直向上,由杠杆的平衡条件可知,拉力不变(动力臂与阻力臂之比不变)。由图乙可知拉力:F1= W1ℎ1 = 3.2J0.8m =4N;
    由杠杆平衡条件得,重心到A端的距离:d= 4N×0.8m5N =0.64m。
    (3)由图甲可知,当B端离地0.8m时,A端刚离地,所以金属棒长0.8米;
    将A端拉起,根据杠杆平衡条件:F×0.8m=5N×(0.8m﹣0.64m)F=1N。
    答:(1)金属棒的重力G为5N;(2)金属棒的重心到A端的距离d为0.64m;(3)A端刚好被拉起时弹簧测力计的示数为1N。

    35. 1800;1
    解:根据F1L1=F2L2得:F1×OA=G人×OB,
    ∴F1=G人× OBOA =500N×=1500N,
    因力的作用是相互的,正方体C受到的拉力为1500N,
    因正方体C受力平衡,故重力为:1500N + 300N=1800N,
    当正方体C对地面的压强为5000Pa时,正方体C对地面的压力为:
    F=pS=5000Pa × (0.4m)2=800N,
    此时正方体C对木板的拉力为:
    F′1=1800N − 800N=1000N,
    根据F1L1=F2L2得:
    F′1×OA=G人×OB′,
    ∴OB′= F'1×OAG人=1000N×1m500N =2m,即小明由B点向左走1m.
    故答案为:1800;1.

    36.10;4
    解:根据杠杆平衡条件可得:,所以=10N;
    G1的底面积为:S1=2.5×10-3m2,
    它对地面的压力为:F1=P1S1=50N,
    因G1地面对的支持力与G1对地面的压力是一对作用力与反作用力,大小相等,
    所以F支=50N,G1的重力为:G1=F1+F支=60N,
    G1对地面的压力恰好为零时,设G2的力臂为L2,根据杠杆平衡条件得:
    G1×OA=G2×L2,L2=60cm,
    ∴ G2则向右移动的距离d为:s=60cm-10cm=50cm,
    其速度为: .

    37. (1)右; (2)为了直接从杠杆上读出力臂; (3)4; (4)变小;变大
    解:(1)根据哪边高往哪边调,右边高,所以向右边调。
    (2)在水平位置平衡,是为了便于直接测量力臂。
    (3)根据杠杆的平衡条件,F1L1=F2L2,4×3=3×n,所以n=4个。
    (4)从C移到D,拉力的力臂变大,所以拉力变小。
    故答案为:右; 为了直接从杠杆上读出力臂;变小;变大
    38. (1)右;(2)1;(3)变大;(4)D
    解:(1)由图a知,杠杆的右端较高,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向右旋.
    (2)设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,
    因为,F1l1=F2l2,
    所以,2G×2L=nG×4L,
    所以,n=1,所以在A处挂1个钩码.
    (3)弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动时,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,所以,弹簧测力计的示数将变大.
    (4)A、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离;
    B、独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离;
    C、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离;
    D、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但省距离.
    故答案为:(1)右;(2)1;(3)变大;(4)D.

    39.
    解:(1)A端的桶与沙土的总重力:GA=mAg=20 kg×10 N/kg=200 N
    (2)由题意知,AO∶OB=2∶1,则OA=2OB
    由杠杆平衡条件可得:GA×AO=(GB+F)×OB
    即200 N×2OB=(100 N+F)×OB 解得:F=300 N
    (3)设将O点向左移动到O′,由杠杆平衡条件可得:GA×AO′=F×O′B
    即200 N×O′A=300 N×(1.2 m-O′A)解得:O′A=0.72 m=72 cm
    故O点向左移动的距离:L=OA-O′A= 23 ×120 cm-72 cm=8 cm

    40.
    解:(1)p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000pa
    (2)V物=Sh=20×10-4m2×0.1m=2×10-4m3
    圆柱体乙排开水的体积为:V排= 34 V物=2×10-4m3× 34 =1.5×10-4m3
    F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3=1.5N
    (3)圆柱体乙处于静止状态,它受到平衡力的作用,即G=F浮+FB
    则,FB=G-F浮=5.4N-1.5N=3.9N
    由于杠杆平衡,有:FA×AO=FB×OB
    即:FA=FB×OB/AO=3.9N×1/2=1.95N

    41.
    (1)解:甲对盘秤的压强是:
    p=FS=mgS=3kg×10N/kg10×10×10−4m2=3×103Pa
    答:甲对盘秤的压强是 3×103Pa
    (2)解:根据杠杆平衡条件,乙在D点时,绳子对甲的拉力:
    F1=F2L2L1=50N×0.5m0.5m=50N
    甲物体的重力 :G甲=50N+3kg×10N/kg=80N
    悬挂乙物体的细绳距离支点O最近时,甲对盘秤的水平压力最大,盘秤水平放置且最大称量为5kg,及最大承受力: F′=5kg×10N/kg=50N
    绳子对甲的最小拉力为: F′1=80N−50N=30N
    悬挂乙物体的细绳距离支点O最近距离是: L′2=F′1L1F2=30N×0.5m50N=0.3m
    当物体甲对盘秤的压力为0时,悬挂乙物体的细绳距离支点O最远,距离是:
    L″2=F″1L1F2=80N×0.5m50N=0.8m
    答:保持甲物体不动,移动悬挂乙物体的细绳,为了能使杠杆继续在水平位置平衡,悬挂乙物体的细绳距离支点O最近和最远的距离分别是0.3m和0.8m
    (3)解:若沿竖直方向将甲的左右两边各切去厚度为的部分,甲的重力为:
    G′甲=80N0.1m(0.1m−a)
    此时甲对绳子的拉力为:
    F‴1=80N0.1m(0.1m−a)−0.9kg×10N/kg=80N0.1m(0.1m−a)−9N
    根据杠杆平衡条件,则有:
    F‴1L1=F2×(L2−a)

    [80N0.1m(0.1m−a)−9N]×0.5m=50N×(0.5m−a)

    解得 a=0.03m=3cm
    答:a的值为3cm。

    42.
    (1)解:以500cm3/min的速度将圆柱形容器中的水缓缓抽出,10min恰能将水全部抽尽,则容器内水的体积为 :
    V水=500cm3/min×10min=5000cm3
    又因实心圆柱体A上表面与容器中的水面刚好相平,则圆柱体A的底面积为 :
    SA=S−V水ℎ0=200cm2−5000cm350cm=100cm2
    所以在t=0min时刻,A排开水的体积为:
    V排=VA=SAℎ0=200cm2×50cm=5000cm3
    则所受到的浮力是:
    F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5000×10−6m3=50N
    答:t=0min时刻,A所受到的浮力是50N;
    (2)解:在t=6min时刻,容器内水的体积为:
    V水=500cm3/min×(10min−6min)=2000cm3
    此时A浸没的深度为: ℎ1=V水S−SA=2000cm3200cm2−100cm2=20cm
    A排开水的体积为 :V排=SAℎ1=200cm2×10cm=2000cm3
    则所受到的浮力是 :
    F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2000×10−6m3=20N
    此时C端绳子的拉力为: FC=GA−F浮=GA−20N
    压力传感器示数 F2=F0 ,即绳子对D端的拉力为: FD=GB−F0
    根据杠杆平衡条件可知 :FC×OC=FD×OD
    即 :(GA−20N)×1=(GB−F0)×2
    又由于此时杠杆和A的绳子断开,此时B对压力传感器的压力为GB,
    则 GB=4F0 ,联立可得 F0=10N
    GA=80N
    答:若B的重力GB为40N,则A的重力GA是80N;
    (3)解:圆柱形容器中水的深度从0上升到50cm的过程中,连接杠杆和物体A、B间的细线始终有拉力,则细线可以承受A的重力不会断开,水深h时,圆柱体A受到的浮力为:
    F浮=ρ水gV排=ρ水gSAℎ
    此时绳子对C端的拉力为: FC=GA−F浮=GA−ρ水gSAℎ
    由杠杆平衡条件可得 FC×OC=FD×OD
    则D端受到的拉力为: FD=FC×OCOD=GA−ρ水gSAℎ2
    传感器受到的压力为: F=GB−FD=GB−GA−ρ水gSAℎ2=(0.5N/cm)×ℎ
    即压力传感器示数F随水深h成正比,且h=0cm时F=0N,h=50cm时F=25N,F-h图象如下所示:

    答:压力传感器示数F随水深h变化的关系式为 F=(0.5N/cm)×ℎ ,F-h图象见上图。

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