如图是一座拉索桥的设计示意图,其中O是可转动的点,当轮船需要驶过时,可利用拉索把桥面拉起.如果只需要一根拉索,甲设计的拉索较低,乙设计的拉索较高,请你比较图中拉索的拉力F甲_____(填“>”“<”或“=”)F乙,理由:____________________.
如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小是 ____ N,保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F将 ___ (变大/变小/不变)。
如图所示,质量不计的轻板AB可绕转轴O在竖直面内转动,OA=0.4m,OB=1.6m.地面上质量为15kg、横截面积为0.3m2的圆柱体通过绳子与A端相连.现有大小不计、重为50N的物体在水平拉力F=10N的作用下,以速度v=0.2m/s从O点沿板面向右作匀速直线运动.g=10N/kg.求:
(1)物体开始运动前,圆柱体对地面的压强;
(2)物体在板面上运动的时间;
(3)物体在板面上运动过程中,拉力F做的功及功率.
小明和小红利用如图甲所示装置,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件:
(1)如图乙,为使杠杆在水平位置平衡,应将左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动,将杠杆调整在水平位置的目的是为了方便测量 ;
(2)小明在实验中记录了三次实验数据如下表:这三次实验数据中有一次是错误的,错误数据的实验次数是 ,由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是 ;
(3)小红调节好平衡后,在杠杆两端挂上钩码,杠杆的状态如图丙所示,为此,小红又调节两端的平衡螺母,使杠杆重新回到水平平衡位置,然后正确记录下钩码重、动力臂OA和阻力臂OB的值,分析实验数据后发现得不到教材中的“杠杆的平衡条件”,小红的哪一步操作导致了实验结果与教材中的结论不一致?答: ;
(4)有同学用现有实验方案得到如下结论“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”,这个结论与杠杆的平衡条件不符,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.实验次数较少,结论具有偶然性 |
某科技小组进行科技小游戏,一位同学站在墙边,身体竖直靠紧墙壁,将外侧的脚抬起,如图所示,则这位同学( )
A.仍能站住,因为仍然有一只脚着地和墙壁依靠 |
B.倾倒,因为外侧的脚抬起后,人就会以另一只脚为支点转动,把人想象成一个杠杆模型,这个杠杆不会在如图所示的位置平衡的。 |
C.都有可能,因为个人的平衡能力不一样 |
D.人必须把外侧的手同时侧举,才有可能与外侧抬起的脚相平衡。 |
某物理兴趣小组的同学,利用如图所示的装置,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件.
(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动.实验中,要将杠杆调在水平位置平衡(如图乙所示),其目的是 .
(2)实验中测得的数据如下表所示,表格中漏填的数据应为 N.
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 |
|
15 |
(3)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.实验次数较少,结论具有偶然性
小柯在测量某铁块的重力时,发现铁块的重力超出了弹簧测力计的量程,一时又找不到其他测量工具,为了测出该铁块的重力,他找来木棒、细铁丝等物品进行如下改进:
步骤一:将细线系在木棒的A位置,在木棒的左端绕上适量的细铁丝,使木棒处于水平位置平衡,如图甲。
步骤二:用手指勾住弹簧测力计的B处,对弹簧测力计进行调零,如图乙。
步骤三:在木棒左端挂上铁块,右端用弹簧测力计竖直向下拉,如图丙
(1)步骤一中,“在木棒的左端绕上适量的细铁丝,使木棒处于水平位置平衡”是为了防止 测量结果的影响。
(2)步骤三中,当木棒处于水平位置平衡时,弹簧测力如图丁所示,则该铁块的重力是 N
如图,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,欲使其一端抬离地面。则( )
A.F甲>F乙,因为甲方法的动力臂长 |
B.F甲<F乙,因为乙方法的阻力臂长 |
C.F甲>F乙,因为乙方法时阻力臂短 |
D.F甲=F乙,因为动力臂都是阻力臂的2倍 |
如图甲是小明根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平,横梁可绕轴O在竖直平面内转动,左侧为悬挂在固定位置P的置物盘,右侧所用砝码是实验室里常见的钩码,用细线挂在右侧带刻度线的横梁上.
(1)下面是小明测量物体质量的几个主要步骤,最合理的顺序是(只填写序号)
A.将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处 |
B.将天平放在水平台面上 |
C.调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记 |
D.将待测物体放在天平左侧的置物盘中 |
E.由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量
F.移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
(2)调节天平至水平位置平衡后,刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时,横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的 侧(填“左”或“右”);
(3)若某次测量最终达到平衡时钩码位于右侧横梁上的N处,如图乙所示,已知OP=L,OQ=d,ON=a,钩码质量为m,则待测物体的质量M= .(用所给字母表示)
小梅在物理老师的指导下,利用一个重物、细线、若干钩码及杠杆来探究“杠杆平衡的条件”。
(1)实验前,为便于力臂的测量,她应通过调节杠杆两端的 使杠杆在 位置平衡。
(2)实验时,小梅决定先保持阻力 和阻力臂 不变,探究“杠杆平衡时,动力臂和动力之间的关系”。
于是,她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处;然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码,移动其悬挂的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,如图所示,将动力 和动力臂 记录下来。
接下来,她要改变 并移动其悬挂的位置,多次重复前面的实验,并把相应的数据记录下来。
(3)小梅通过实验得到的实验数据如表1所示。
表一 保持阻力 和阻力臂 不变,探究杠杆平衡时动力臂和动力之间的关系
实验序号 |
动力 |
动力臂 |
1 |
0.5 |
0.20 |
2 |
1.0 |
0.10 |
3 |
1.5 |
0.07 |
4 |
2.0 |
0.05 |
5 |
2.5 |
0.04 |
分析表1中的数据,小梅得出的结论是:保持阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力臂 跟动力 成 关系。
(4)在前面实验的基础上,小梅进一步猜想:在更普遍的情况下,杠杆平衡时可能满足“动力 动力臂 阻力臂 阻力臂 ”
为了验证小梅的这个猜想,小丽通过实验得到的实验数据如表2所示
表2 探究杠杆平衡时,动力 、动力臂 和阻力 、阻力臂 之间的关系
实验次数 |
动力 |
动力臂 |
阻力 |
阻力臂 |
1 |
1.0 |
0.10 |
1.0 |
0.10 |
2 |
1.5 |
0.08 |
1.5 |
0.08 |
3 |
2.0 |
0.07 |
2.0 |
0.07 |
小梅认为,表2中小丽的实验数据缺乏普遍性,用来验证她的猜想不够充分,于是对小丽的实验和收集数据提出了具体的建议。
小梅的建议是:小丽还要在 的情况下进行实验和收集数据。
如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,且受定位挡板限制只能在电阻上滑动.当油面在A处时,滑动变阻器的滑片恰好在最下端;当油面在B处时,滑动变阻器的滑片在最上端.从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,可以知道油箱内油面的高度.现已知油的密度ρ=0.8×103kg/m3,电源电压是6V,定值电阻R′的阻值是12Ω.
(1)若浮标有2×10-4m3的体积浸入油中,则油对它的浮力是多大?(g取10N/kg)提示:F浮=ρ油gV排
(2)当油面处在A处时,电流表示数为多少?
(3)已知电流增大时,电流表指针向右偏转,则_____.
A.油面下降时,电流表指针向右偏转 |
B.油量表零刻度线一定与电流表原零刻度线相重合 |
C.油量表的刻度值从左往右是逐渐增大的 |
D.油箱内的油越少,流过电流表的电流越大 |
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.
“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: .
探究杠杆的平衡条件
【提出问题】如图所示,是一种常见的杆秤.此时处于水平位置平衡.
发现一:小明在左侧挂钩上增加物体,可观察到提纽左侧下沉.他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的 来实现;
发现二;接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡。说明通过改变 的长短也可以改变杠杆的平衡.
那么,杠杆在满足什么条件时才平衡呢?
【制定计划与设计实验】
实验前,轻质杠杆处于如图所示的状态,使用时,首先应将杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆处于水平位置平衡,这样做的好处是
【实验结论】
如图所示,他们进行了三次实验,对实验数据进行分析,得出杠杆的平衡条件是 ,
【拓展应用】如图所示,是用手托起重物的示意图,图中前臂可以看作是一个 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),此杠杆的支点是图中的 点,假如托起6N的重物,请你根据图21所示,估算出手臂要用的动力大约是 N
试题篮
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