如图所示是一种起重机的示意图。起重机重 (包括悬臂),重心为 ,为使起重机起吊重物时不致倾倒。在其右侧配有重 (重心为 。现测得 为 , 为 , 为 , 为 。 取
(1)若该起重机将重物吊升 。用时 ,则重物上升的平均速度是多少?
(2)现在水平地面上有重为 的货箱,它与地面的接触面积是 。
①若起重机不加配重,在起吊货箱时,最大可使货箱对地面的压强减少多少?
②若要吊起此货箱,起重机至少需加多少牛的配重?
(3)有人认为起重机的配重越重越好,这样就能吊起更重的重物,这起重机能配 的配重吗?请说明理由。
如图所示, 为直立固定的柱形水管,底部活塞 与水管内壁接触良好且无摩擦,在水管中装适量的水,水不会流出。活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆 的 点相连, 为杠杆的固定转轴,滑轮组(非金属材料)绳子的自由端与杠杆的 端相连,滑轮组下端挂着一个磁体 , 的正下方水平面上也放着一个同样的磁体 (极性已标出)。当水管中水深为 时,杠杆恰好在水平位置平衡。已知 ,活塞 与水的接触面积为 ,活塞与硬杆总重为 ,每个磁体重为 ,不计动滑轮、绳重及摩擦。 , 求:
(1)水管中水对活塞 的压强。
(2)绳子自由端对杠杆 端的拉力。
(3)磁体 对水平面的压力。
我市经济建设中用到大量机械设备,某种起重机结构如图所示,起重机的吊臂 可以看作杠杆,吊臂前段用钢绳连着滑轮,立柱 竖直, .用该起重机将浸没在水中的长方体石墩提起,放在水平地面上,石墩质量为 、底面积为 、高为 取 ,
(1)浸没在水中的石墩(石墩的底部未浸入淤泥中),受到浮力是多少?
(2)石墩放在水平地面上时,起重机未对石墩施力,则石墩对底面的压强是多少?
(3)石墩完全离开水面被提升的过程中,测得每根钢绳的拉力为 ,此时动滑轮的机械效率是多少?
(4)当石墩被提起且仍浸没在水中时,若忽略动滑轮、钢绳和吊臂的重力及各种摩擦,起重机立柱 对吊臂 点竖直向上的作用力是多少?
“低头族”长时间低头看手机,会引起颈部肌肉损伤.当头颅为竖直状态时,颈部肌肉的拉力为零,当头颅低下时,颈部肌肉会产生一定的拉力.为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系,我们可以建立一个头颅模型来模拟实验,如图甲所示.把人的颈椎简化成一个支点O,用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个支点O转动,A点为头颅模型的重心,B点为肌肉拉力作用点.将细线的一端固定在B点,用弹簧测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力,头颅模型在转动过程中,细线拉力的方向始终垂直于OB,如图乙所示.让头颅模型从竖直状态开始转动,通过实验记录出低头角度θ及细线拉力F的数据.如表:
低头角度θ/° |
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
细线拉力F/N |
0 |
7.3 |
14.0 |
20.2 |
25.0 |
(1)头颅模型质量为1kg,当低头角度为60°时,颈部肌肉实际承受的拉力是 N;如果真实头颅质量为8kg,当低头角度为60°时,颈部肌肉实际承受的拉力是 N.
(2)请解释:为什么低头角度越大,颈部肌肉的拉力会越大?答 .
(3)请你就预防和延缓颈椎损伤提出一个合理化的建议: .
如图,杠杆在水平位置平衡,物体 重为 , ,每个滑轮重为 ,滑轮组的机械效率为 ,在拉力 的作用下,物体 以 速度匀速上升了 。(杠杆与绳的自重、摩擦均不计)
求:(1)物体 的重力;
(2)拉力 的功率;
(3)物体 对水平面的压力。
小雨站在水平地面上,通过如图所示的滑轮组从井中提水(不计绳重及摩擦)。已知小雨的重力为500N、双脚与地面的接触面积为0.04m2,圆柱形水桶的底面积为0.2m2、容积为0. lm3(不计桶的厚度)。
(l)将空桶匀速下放的过程中(桶底未接触水面),小雨对地面的压强为1.15×l04Pa,则桶和动滑轮总重是多少?
(2)向上提水,当桶底受到水向上的压强为2.5×103Pa时,小雨对地面的压强为l×l04Pa;小雨将水桶拉离水面后,匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少?
小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置,他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置,其工作原理如图甲所示。 为水平杠杆, 长 , 为支点, ,平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻 的阻值为 ,压力传感器 固定放置, 的阻值随所受压力 变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。
(1)当电池组电压 ,平板上物体所受重力分别是 和 时,闭合开关 ,分别求出电流表的读数。
(2)电池组用久后电压变小为 ,这时平板上物体重 时,电流表读数为 ,求 的大小。
(3)在第(2)问情况中,电池组电压大小为 ,要求平板上重为 的物体对应的电流表读数和电池组电压 的情况下相同,小明采取了两种解决办法:
①其它条件不变,只更换电阻 ,试求出更换后的 的大小。
②其它条件不变,只水平调节杠杆上触点 的位置,试判断并计算触点 应向哪个方向移动?移动多少厘米?
如图所示,平直的薄板AB长1m,重力忽略不计,B端用细绳悬于天花板上,绳与水平方向夹角为30°,薄板始终保持水平.一辆重20N、功率为1W的电动小车,从A端以0.2m/s的速度向右匀速行驶4s,细绳恰好被拉断,求:
(1)小车行驶过程中牵引力做的功;
(2)小车运动时受到的阻力;
(3)细绳恰好被拉断时能承受的最大拉力.
如图所示,杠杆MN可绕O点转动,A、B、C、D是四个供人娱乐的吊环、B环到O点的距离为D环O点距离的一半,父子俩在吊环上做游戏,质量为40kg的儿子吊在B环上,父亲站在地面上抓着D环.(g=10N/kg)求:
⑴ 若不计杠杆和吊环的重以及转轴间的摩擦,为使杠杆在水平位置平衡,父亲要用多大的力拉吊环D?
⑵ 若父亲实际使用竖直向下的拉力为250N,在4s内将儿子匀速拉高0.5m,父亲要做多少功?做功的功率多大?
⑶ 父亲提升儿子的过程中,该器材的机械效率为多少?
如图所示,长 ,重 的匀质杠杆 连接在竖直墙壁的0点,在杠杆的中点 处悬挂 的重物。固定在 点的绳子跨过定滑轮,在拉力 作用下使杠杆在水平位置平衡,此时 .不计绳子重力和转动部分的摩擦,求
(1)缓慢地将杠杆从水平位置转动到竖直位置的过程中,拉力做的功;
(2)杠杆从水平位置逆时针缓慢转动多大角度后,绳子拉力开始小于 。
“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米 ,空载时质量约为22吨,最大荷载240千克。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方米的水?(海水密度取 千克 米 , 取10牛 千克)
晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便,转动手摇器能使横杆上升或下降。
(1)安装在天花板上虚线框内的简单机械应是 。
(2)使用一段时间后,对手摇器的转轴添加润滑剂,目的是 。
(3)将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1.5米,至少对衣服做多少功?
(4)由于使用不当,造成晾衣架右侧钢丝绳受损,最多只能承受15牛的力,左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔,相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒,通过计算说明挂在哪些编号的小孔,右侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。
一壁很薄的透明瓶子,瓶身部分为圆柱形,瓶子的底面积为 ,瓶中装有高度为 的水(如图甲所示),将瓶子倒置并使其在水中竖直漂浮(如图乙所示),此时瓶子露出水面的高度为 ,瓶子内外水面的高度差为 。求:
(1)瓶子(含瓶盖)的重力。
(2)瓶子在水中悬浮时瓶中水的质量。
如图所示,长 ,重 的匀质杠杆 连接在竖直墙壁的0点,在杠杆的中点 处悬挂 的重物。固定在 点的绳子跨过定滑轮,在拉力 作用下使杠杆在水平位置平衡,此时 .不计绳子重力和转动部分的摩擦,求
(1)缓慢地将杠杆从水平位置转动到竖直位置的过程中,拉力做的功;
(2)杠杆从水平位置逆时针缓慢转动多大角度后,绳子拉力开始小于 。
美国一家公司研制出了“会飞的汽车”(如图),这款车的车身和一般汽车相似,但车门多了两个可折叠的翅膀。在陆地行驶时,翅膀折叠,在空中飞行时,翅膀张开。从汽车到“飞机”的变形在30秒内完成,驾驶员在车内即可完成操作。该车已获准可在美国的空中飞行和公路行驶,是允许上路的第一辆飞行和地面行驶混合车。 取 。以下是该车的一些信息:
汽车质量 |
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发动机功率 |
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空中最大飞行速度 |
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最大飞行距离 |
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地面最大飞行速度 |
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轮胎与地面接触面积 |
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(1)该车的重力是多大?
(2)该车停在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(3)该车以最大飞行速度飞行了 ,则汽车发动机做功多少?
试题篮
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