所以这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识,故C正确.
9.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 C.该杠杆的阻力大小为0.5N 【答案】B 【解析】 【详解】
B.该杠杆为费力杠杆 D.动力F的大小为1.5N
A、当动力在A点斜向下拉(与水平方向成30°角)动力臂是:A错误;
B、阻力臂OB,3×2cm=6cm>确;
C、该杠杆的阻力大小为:G=4×0.5N=2N,故C错误; D、根据杠杆的平衡条件,F1l1=F2l2,G×OB=F×F=4N,故D错误。
11OA=×4×2cm=4cm,故221OA,即阻力臂大于动力臂,该杠杆为费力杠杆,故B正21OA,代入数据,2N×8cm=F×4cm,解得,2
10.如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是( )
A.杠杆仍能平衡 B.杠杆不能平衡,左端下沉 C.杠杆不能平衡,右端下沉 D.无法判断 【答案】C 【解析】
原来杠杆在水平位置处于平衡状态,此时作用在杠杆上的力分别为物体A、B的重力,其对应的力臂分别为OC、OD,
根据杠杆的平衡条件可得:mAgOC=mBgOD,由图知OC<OD.所以mA>mB,当向支点移动相同的距离△L时,两边的力臂都减小△L,此时左边的力矩为:mAg(OC-△L)=mAgOC-mAg△L,
右边的力矩为:mBg(OD-△L)=mBgOD-mBg△L,由于mA>mB,所以mAg△L>mBg△L;所以:mAgOC-mAg△L<mBgOD-mBg△L. 因此杠杆不能平衡,将向悬挂B物体的一端即右端下沉。 故C正确为答案。
11.如图所示,用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组,在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力,将相同的重物缓慢提升相同的高度(不计绳重和一切摩擦).下列说法正确的是( )
A.拉力F1小于拉力F2
B.甲、乙两滑轮组的机械效率相同 C.甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械 D.甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等 【答案】B 【解析】 【详解】
不计绳重及摩擦,因为拉力F=(G物+G动),n1=2,n2=3,所以绳端的拉力:F1=(G物+G动),F2=(G物+G动),所以F1>F2,故A错误;
因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G动h,W有用=G物h,所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,则总功相同;因为η=同,故B正确;
使用动滑轮能够省力,动滑轮为省力杠杆,故C错误;
因为绳子自由端移动的距离s=nh,n1=2,n2=3,提升物体的高度h相同,所以s1=2h,s2=3h,则s1≠s2,故D错误;
,所以两滑轮组的机械效率相
12.如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度.若G1=G2,所用竖直向上的拉力分别为F1和F2,拉力做功的功率分别为P1和P2,两装置的机械效率分别为η1和η2(忽略绳重和摩擦).则下列选项正确的是
A.F1>F2 η1<η2 P1<P2 C.F1<F2 η1<η2 P1<P2 【答案】B 【解析】 【详解】
B.F1>F2 η1=η2 P1=P2 D.F1<F2 η1>η2 P1>P2
甲滑轮组n是2,乙滑轮组n是3,乙更省力.由于两个滑轮组做的有用功相同,额外功相同,它们的机械效率也相同.在相同时间内做的总功相同,它们的功率也相同.故B正确.
13.如图所示,规格完全相同的滑轮,用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组,分别提起重为G1和G2的两个物体,不计摩擦与绳重,比较它们的省力情况和机械效率,下列说法正确的是
A.若G1=G2,则F1<F2,甲的机械效率高 B.若G1=G2,则F1>F2,乙的机械效率高 C.若G1<G2,则F1<F2,甲、乙的机械效率相同 D.若G1<G2,则F1<F2,乙的机械效率高 【答案】D 【解析】 【详解】
A. 由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相等,若G1=G2,则有用功也相同,所以机械效率相等,故A错误;B. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1=G2,则F1 乙图n=2,F2=G2,若G1 要判断甲、乙两图的绳子段数来比较省力情况,由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相同通过比较有用功的大小可比较机械效率的高低. < ,则F1 摩擦则额外功相等,若G1 14.同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体,已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计.则 ( ) A.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲<η乙 B.手的拉力:F甲=F乙; 机械效率:η甲=η乙 C.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙 D.手的拉力:F甲<F乙;机械效率:η甲<η乙 【答案】C 【解析】 【详解】 甲为定滑轮,由定滑轮的使用特点可知:绳重和摩擦力不计,F甲?G,并且可以改变力的方向。 乙为动滑轮,F乙?(G动?G),由题知,G动=20N<G,因此F甲?F乙。 如图所示,用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,不计绳重与摩擦,则所做的有用功W有用一样大,由于要克服动滑轮重力的作用,所以使用动滑轮做的总功多,由η?12W有用W总 可知,定滑轮的机械效率高,所以?甲??乙,故C正确为答 案,选项ABD错误。 15.为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如下两种方式拉升重物,下面关于探究的做法和认识正确的是( ) A.用动滑轮提升重物上升h高度,测力计也上升h高度 B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少 C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率 D.若用定滑轮拉重物,当拉力竖直向下最省力 【答案】C 【解析】 【详解】 A.用动滑轮提升重物上升h高度,因为有两段绳子承重,所以测力计上升2h高度,故A错误; B.拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮时是否省力还取决于动滑轮的重和摩擦力的大小,而因为要提起动滑轮做功,故做功较多,故B错误; C.减小动滑轮质量,可以减小额外功,根据??滑轮的机械效率,故C正确. D.用定滑轮拉重物,拉力的力臂为滑轮的半径,所以向各个方向的拉力都相等,故D错误. 【点睛】 重点理解机械效率为有用功与总功的比,有用功不变,当额外功减小时,总功减小,所以机械效率会提高. W有用W总?W有用W有用+W额外可知,可以提高动 16.下图为“测滑轮组机械效率”的实验.在弹簧测力计拉力作用下,重6N的物体2s内匀速上升0.1m,弹簧测力计示数如图示(不计绳重与摩擦).下列说法错误的是( ) A.弹簧测力计的拉力是2.4N B.物体上升的速度为0.05m/s C.弹簧测力计拉力的功率为0.12W D.滑轮组的机械效率约83.3%