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如图所示,杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升.下表是提升物体时采集...

如图所示,杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升.下表是提升物体时采集到的信息:
物重G(N)OA(m)OB(m)A端上升的高度h(m)B端下降的竖直距离s(m)
400.80.40.20.1
(1)若不计杠杆自重和摩擦,求拉力F的大小;
(2)若实际拉力F为90N,求拉力做的总功及杠杆的机械效率.

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(1)在重物升高的过程中,画出动力臂和阻力臂,杠杆的动力臂与阻力臂的大小关系不变,而阻力不变,由杠杆的平衡条件可知动力不变,根据杠杆在水平位置时平衡求出拉力大小; (2)知道拉力大小和下降竖直距离,利用W=Fs求拉力做的总功;知道物体重和上升的高度,利用W=Gh求有用功;再利用效率公式求杠杆的机械效率. 【解析】 (1)如图,当杠杆从水平位置匀速转到图示位置时,OC、OD为阻力臂和动力臂 ∵△OCA′∽△ODB′, ∴=,大小不变; 又∵FL1=GL2,阻力(物重G不变), ∴当杠杆匀速转动时,动力F的大小不变; ∵FLOB=GLOA, ∴F===80N; (2)由表中数据可知,s=0.1m,h=0.2m, W总=F′s=90N×0.1m=9J, W有用=Gh=40N×0.2m=8J, 杠杆的机械效率: η=×100%=×100%≈88.9%. 答:(1)若不计杠杆自重和摩擦,拉力F的大小为80N; (2)若实际拉力F为90N,拉力做的总功为9J,杠杆的机械效率88.9%.
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考点分析:
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2011年4月12日,英国伦敦展出了新研发的“侦探猎犬”超音速汽车,如图所示.该车功率极大,最大车速能达到1609km/h,创造了短期内无法超越的世界纪录.在一次测试中,“侦探猎犬”以400m/s的速度匀速直线行驶了2000m,受到水平方向的阻力为2×105N.问:在测试过程中,
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(1)有用功;
(2)拉力F的功和功率;
(3)滑轮组的机械效率.
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在湛江港码头,小华看到工人利用斜面把货物推到车上,联想到上物理课时老师讲过的知识,小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关?小华提出了以下的猜想:
A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关.
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关.
小华同学为了证实自己的猜想是否正确,于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究,记录的实验数据如下表:
实验
次数
斜面倾角θ物块重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力F/N斜面长
S/m
有用功
W/J
总 功
W/J
斜面的机械效率
130°5.00.64.21.23.05.0
230°3.00.62.51.21.860%
345°3.00.82.81.22.43.471%
(1)在实验操作过程中,应沿斜面向上______拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向______移动(填“左”或“右”).
(2)根据表格中数据,第①次实验斜面的机械效率为______%,第②次实验中总功为______J.
(3)通过对比实验①、②数据,可验证小华的猜想______(填写字母);通过对比实验②、③数据,可以得出的探究结论是:______
(4)此实验主要用到的研究方法是______
(5)除了小华的猜想以外,请你猜想斜面的机械效率还可能与______(写出一个)有关.

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如图所示,在“测滑轮组机械效率”实验中,物体重为5.4N.
(1)实验时要竖直向上且______拉动弹簧测力计.若物体上升高度为10cm,此时弹簧测力计的示数如图中所示,是______N,则滑轮组的机械效率是______
(2)若仅增加物体的重,该滑轮组的机械效率将______(选填“增大”、“减小”或“不变”).(不计摩擦)

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“研究杠杆的平衡条件”的实验如图所示,回答下列问题:
(1)杠杆两端的调节螺母,是起调节杠杆 ______的作用的.
(2)实验前先要调节杠杆两端的螺母,使其在水平位置平衡,这是为使杠杆所受的 ______通过支点,从而可以不考虑杠杆的重力对其转动的影响.如果某同学做实验时发现杠杆左高右低,应将杠杆左端的螺母向 ______调;或将右端的螺母向 ______调.
(3)调节好以后,仍要使杠杆在水平位置平衡,是为了 ______.如杠杆不在水平位置平衡时,应通过调节钩码的 ____________来实现,而不能再调节 ______
(4)通过实验,得出的结论是:______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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