题目内容
【题目】工人师傅利用如图所示的两种方式将重均为300N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。F1、F2始终沿竖直方向;图甲中OB=2OA,图乙中动滑轮重为60N,重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是
A.甲乙两种方式都省一半的力
B.甲方式F1由150N保持不变
C.乙方式机械效率约为83.3%
D.乙方式F2的功率为3W
【答案】BC
【解析】
A.甲图中,F1为动力,已知OB=2OA,即动力臂为阻力臂的2倍,由于不计摩擦、杠杆自重,由杠杆平衡条件可知,动力为阻力的一半,即F1=150N;
由图乙可知,n=3,不计绳重和摩擦,则(G+G动)=
(300N+60N)=120N,
故 A 错误;
B.甲图中,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力的方向也是竖直向下的,在提升重物的过程中,动力臂和阻力臂的比值不变,故动力F1为150N不变,故B正确;
C.不计绳重和摩擦,乙方式的机械效率为:
,
故C正确;
D.乙方式中F2=120N,绳子的自由端的速度为
v绳=0.01m/s×3=0.03m/s,
则乙方式F2的功率为:
P=F2v绳=120N×0.03m/s=3.6W,
故 D 错误。
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【题目】小明同学研究“杠杆平衡条件”的实验:
(1)实验时应先调节杠杆在水平位置平衡。在甲图的情况下,应将杠杆的平衡螺母向 ______调节。
(2)继续实验,小明得出如下表的实验数据。图乙是第4次实验杠杆平衡时的情景,请将杠杆右侧阻力和阻力臂的数据整理填入表格内。
实验序号 | 动力 F1/N | 动力臂L1/cm | 阻力 F2/N | 阻力臂L2/cm |
1 | 2 | 20 | 2 | 20 |
2 | 1.5 | 10 | 3 | 5 |
3 | 4 | 5 | 2 | 10 |
4 | 2 | 10 | ____ | ___ |
小明根据第一次实验数据得出杠杆平衡条件是动力+动力臂=阻力+阻力臂。他得出的结论正确吗?说明你的理由___________。分析表中数据,可得出的实验结论是:_____。
(3)如图丙所示,在杠杆右侧同一点分别用测力计先后单独施加 Fa 和 Fb使杠杆平衡,发现Fa<Fb,其原因是_____。
(4)杠杆的平衡条件在日常生活中有很多应用,如图丁所示,用杠杆撬石头就应用了该实验中的第______次实验原理。