例1:如图所示,一直杆可绕O点转动,杆下挂一重物,为了提高重物,在杆的中心用一个始终跟直杆垂直的力F使直杆由竖直位置慢慢转动到水平位置,在这个过程中这个直杆:

A、始终是省力杠杆

B、始终是费力杠杆

C、先是省力的,后是费力的

D、先是费力的,后是省力的

解析:直杆绕O点转动到水平位置的过程中,所受阻力即木棒的重力一定,阻力臂l2不断增大,且当直杆由竖直转动30°时阻力臂由0增大到杆长的一半,又因为动力始终与直杆垂直,即动力臂大小始终等于杆长的一半,根据F l1=Gl2,当直杆由竖直方向转动30°过程中,l1>l2,F<G,即为省力杠杆;继续转动到水平位置l1<l2,F>G

为费力杠杆,所以答案为C。

例2:某人骑自行车沿斜面加速下坡的过程中

A、动能增加,重力势能不变

B、动能减少,重力势能减少;

C、动能不变,重力势能不变;

D、动能增加,重力势能减少。

解析:人和自行车加速下坡时质量不变,速度越来越大,高度越来越小,所以人和自行车动能增大,重力势能减少。答案为D

例3:不计滑轮自身的重力,要想站在地面上用250N的力提升起600N的重物,至少需要用几个滑轮?画出安装图:

解析:先确定需要几段绳子,n=G/F

=600N/250N=2.4(段),取3段(绳

子必须是整数,所以取值不能四舍五

入,而应用“进制”原则)。第二步

确定动、定滑轮的个数由于题意要示

改变力作用方向,因此滑轮共需3个

且定滑轮需多一个,即二定、一动。

第三步确定绳子的起始端,根据n为奇数,采用“下结法”,即绳子固定在动滑轮上。绳子缠绕如图。

例4:如图所示,用一滑轮组拉着

重8×104N的汽车沿水平方向匀速

移动,汽车所受阻力为车重的0.03

倍,此滑轮组的机械效率为80%,

则:

⑴拉力F为多少?

⑵若汽车移动的速度为0.2m/s,1min拉力F做了多少功?(滑轮和绳重不计,绳正够长)

解析:汽车匀速移动,滑轮拉汽车的力F′大小与汽车所受的阻力ƒ大小相等,且ƒ=0.03G。滑轮组中用5段绳子拉动滑轮,汽车移动距离s。绳子自由移动5s

F力对滑轮组做的总功W=F5s,滑轮组对汽车做的有用功W=F′s,机械效率η=  ×100%

汽车移动s=υt,拉力F1min移动5s=5υt,利用W=F×5s=F×5υt求出拉力内所做的功

解:⑴汽车做匀速运动所受到拉力F′

F′=ƒ=0.03×8×104N=2.4×103N

η=  =F′s/F×5s

F=F′/5η=2.4×103N/5×0.8=0.6×103N

⑵汽车水平方向移动s,拉力F做功W

s=υt=0.2m/s×60s=12m

W=F5s=F×5υt=0.6×103N×50×2m/s×60s=3.6×104J

例5:某同学在水平地面上沿水平方向用50N的力推着重100N的旅行箱走了1min,前进了65m,松手后箱子自动滑行了4m,5s后停下来,求:

⑴他对箱子做了多少功?

⑵他在这段时间内的功率是多大?

解析:功等于作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。松手后箱子虽然前进了4m,但该同学没有对它施加力,故不做功,因此在这段时间内他对箱子做的功W=Fs=50N×65m=3250J.功率P=W/t中,W是在t内完成的W。本题给的时间是1min5s,但只有前1min内该同学对箱子做功。其功率为P=W/t=3250J/65s=50W.

基本理论测试题

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