题目内容

14.如图所示,有一质量不计的轻质杠杆,左端可绕O点转动,杆上系有一悬挂重物的轻绳,重物质量为m,设轻绳可在杆上自由滑动,杆的右端用一竖直向上的动力F拉着,当物块向右匀速滑动时,轻质杠杆始终在水平位置保持静止.
(1)在图中作出杠杆所受阻力的示意图及阻力的力臂L
(2)设悬挂重物的轻绳从杆最左端水平匀速向右滑动,试推导:说明动力F大小与滑动时间t成正比.

分析 (1)杠杆所受阻力为重物对杠杆的拉力,过支点做拉力的作用线的垂线段即为其力臂;
(2)根据杠杆平衡条件分析解答.

解答 解:(1)杠杆所受阻力为重物对杠杆的拉力,作用点在杠杆与绳的接触点上,方向竖直向下;
杠杆支点为O,过支点O做拉力的作用线的垂线段,垂线段的长即为其力臂L,如图所示:

(2)设动力臂为L,根据杠杆平衡条件可得,F×L=F×L,
则F=$\frac{{F}_{阻}×{L}_{阻}}{L}$=$\frac{{F}_{阻}}{L}$•L    ①
根据v=$\frac{s}{t}$可得,L=vt      ②
将②代入①可得:F=$\frac{{F}_{阻}}{L}$•vt,
F=G=mg,
由上可知,$\frac{{F}_{阻}}{L}$和v不变,动力F大小与滑动时间t成正比.
答:(1)见解答图;
(2)见解答.

点评 此题考查力的示意图、力臂的画法和杠杆平衡条件的应用,是一道跨学科题目,难度适中,属于中档题.

练习册系列答案
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16.阅读短文,同答问题:
电磁流量计
流量指的是液体在单位时间内通过某横截面的体积,电磁流量计是用来检测导电液体流量和流速的仪表,它是利用电磁感应的原理制成的.
图甲是用来检测血流速度和血流量的电磁流量计,又称电磁血流计.使用时,将血管放置于两磁极之间,金属电极a、b与血管壁接触,仪表与口a、b相连.血液在血管中流动时,a、b间就会有电压,电流流过仪表从而显示出血流速度和流量.
某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度与n的关系.n为病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值,测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如表
n1.000.900.800.750.60
v(m•s-10.1800.2000.2250.2400.300
研究表明,当血液在管内流动时,受到的阻力f与血液的流速v成正比,即f=kv,k为常数,血管横截面积越小,血液流速越快,受到的阻力越大,心脏的负担就越重.

(1)测得某液体的流速为0.2m/s,流量为10 -4m3/S,则管子的横截面积为5×10-4m2
(2)利用电磁流量计不可以(可以/不可以)测量某食用油管道中油的流量.
(3)关于电磁血流计,下列说法中正确的是C.
A.电磁流量计的原理与电动机的原理相同
B.电磁流量计上的仪表是由电压表改装的
C.调换两磁极的位置,流过仪表电流的方向改变v
D.改变血流方向和调换两磁极的位置,流过仪表电流的方向改变
(4)在图乙中画出v与n的关系图象,
(5)心脏主动脉血管的横截面积变化时,心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化.若当n=1时,心脏推动血液流动的功率P=P0,则当n=0.5时,心脏推动血液流动的功率P=4P0

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