据报道.2001年6月22日.在杭州动物园内.一位物理老师仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量.测量时利用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆．(1)画出如图所示位置时.杠杆受到的弹簧测力计的拉力F1及动力臂l1.阻力F2及阻力臂l2．(2)当槽钢水平静止时.弹簧测力计的读数为200N.测得吊车吊钩的悬点O距弹簧测力计一� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

10．据《杭州日报》报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量，测量时利用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆．
（1）画出如图所示位置时，杠杆受到的弹簧测力计的拉力F₁及动力臂l₁，阻力F₂及阻力臂l₂．
（2）当槽钢水平静止时，弹簧测力计的读数为200N，测得吊车吊钩的悬点O距弹簧测力计一端（B）点9m，距系铁笼处（A）点6cm，若不计槽钢和铁笼的质量，g取10N/kg．请估算大象的质量是多少吨？
（3）利用杠杆提升装有大象的铁笼时，在槽钢的另一端B点用弹簧测力计以0.5m/s的速度匀速竖直向下拉动了150s，使装有大象的铁笼向上运动了0.5m时，拉力的功率是多少？

分析（1）使杠杆转动的力叫动力，阻碍杠杆转动的力叫阻力．从支点到动力作用线的距离是动力臂，从支点到阻力作用线的距离是阻力臂；
（2）已知拉力（动力）、动力臂、阻力臂，利用杠杆平衡条件得到大象重力（阻力），然后根据重力与质量成正比，得到大象的质量；
（3）已知拉力和拉力移动的速度，利用P=Fv得到拉力的功率．

解答解：
（1）由图知，O点为支点，动力作用点在B点，方向竖直向下，阻力作用点在A点，方向竖直向下；从支点到动力作用线的距离是动力臂L₁，从支点到阻力作用线的距离是阻力臂L₂．如图所示：
（2）不计槽钢和铁笼的质量，根据杠杆平衡条件有F₁L₁=F₂L₂，
所以，大象的重力：G=F₂=$\frac{F{\;}_{1}L{\;}_{1}}{L{\;}_{2}}$=$\frac{200N×9m}{0.06m}$=3×10⁴N，
由G=mg可得，大象的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3×1{0}^{4}N}{10N/kg}$=3×10³kg=3t；
（3）拉力的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=200N×0.5m/s=100W．
答：
（1）如图：

（2）大象的质量是3t；
（3）拉力的功率是100W．

点评此题是一道与杠杆有关的应用题，考查了杠杆的五要素、平衡条件的应用和功率的计算，是一道利用物理规律解决实际问题的应用题，体现了物理与社会生活密切相关的特点．

练习册系列答案

（1）小科设计了图甲所示电路，他应选用规格为“50Ω0.6A”的滑动变阻器．
（2）图乙是小科根据电路图连接的实物图，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，经检查是由于一根导线连接错误，请你在答题卷的图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线．
（3）连接好电路合上开关后，调节变阻器使小灯泡正常发光，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是0.75W．
（4）另一小组在实验过程中合上开关，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数．为了保证实验能正常进行，请你替他提出一种简单而有效解决问题的方法：将电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端．．

1．小华测量小灯泡功率的实验，已知电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为3.8V．

（1）实验中所用电压表在未接入电路时表盘如图1，在使用它测量前应进行的操作是将电压表的指针调零．
（2）小华连接的电路如图2所示，其中有一根导线连接错误．请在这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将其改正．
（3）正确连接电路后，当电压表示数达到额定电压时，电流表示数如图3所示，则小灯泡的额定功率为1.14W．
（4）继续实验时灯泡突然熄灭，经分析：可能是灯泡断路，也可能是滑动变阻器断路．下列操作不能判断出故障类型的是B．
A．直接观察电压表示数 B．直接观察电流表示数
C．将另一个完好的灯泡并联在灯泡两端，观察电流表是否有示数
D．将一根导线并联在灯泡两端，观察电流表是否有示数
（5）小明同学思考后觉得：用阻值已知的定值电阻来替代某一电表也能测出小灯泡正常发光时的功率，并设计了如图5四个电路图．其中正确的是A、C．
（6）老师又拿来了一阻值恒定的电阻元件R_x，额定功率P_额=6W，但额定电压数据模糊．现提供如下器材有一个蓄电池（电压约为6V）、一个电流表、一个阻值已知的定值电阻R₀，两个单刀开关及导线．设计了如图4的电路测出该元件的额定电压．请补全以下实验步骤，写出测量的物理量及其对应的符号．
实验步骤：
①连接电路；
②闭合S₁、S₂，读出电流表的示数为I₁；
③闭合S₁，断开S₂，记下电流表示数I₂；
④断开开关，整理器材．
实验结论：U_额=$\sqrt{\frac{{P}_{额}{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}}$．（用测量的物理量和已知物理量的符号表示）

18．下列物体中重力最接近1N的是（　　）

5．

如图所示是小红一家人出去旅游时拍下的盘山公路的图片，盘山公路是物理中的哪种简单机械的模型？它的优点是什么？

15．福厦高铁是我省第一条城际快速客货运铁路，当动车组列车以设计速度250km/h驶过时，铁路两侧各3m范围内会产生8级风力，即使只是在路边，也可能将人卷到铁轨上，所以千万不要靠近．因为（　　）

	A．	空气流速大的地方压强小		B．	空气流速大的地方压强大
	C．	空气流速小的地方压强小		D．	空气流速小的地方压强大

2．根据图完成下列各小题．

（1）电流表的读数为0.36A．
（2）木块的长度为1.80cm．
（3）用天平和量筒测一铁块的质量为78g，体积为10mL．

19．

现在的高层建筑都装有电梯，电梯的内部构造主要是安装有提升重物的装置，如图所示是电梯的提升重物示意图，已知重物质量m=1000kg，电源电压U=220V保持不变，电动机线圈的电阻R=0.4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=25A（g=10N/kg）．求：
（1）电源的输出功率；
（2）电动机线圈电阻R的发热功率；
（3）若电源输出的电能除部份因电动机线圈发热消耗外，其他全部转化为重物的势能，求重物上升的速度大小．

20．下列关于安全用电的说法中．正确的是（　　）

	A．	使用试电笔时，手不必接触笔尾金属体
	B．	三孔插座中的接地线E必须与室外大地相连
	C．	家庭电路中空气开关跳闸，一定发生了短路
	D．	用电器失火时，先用水灭火，再切断电源

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