叶老师物理U11.docx

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叶老师物理U11

U11练习1

在灭火抢险的过程中，有时要借助消防车上的梯子进行救人或灭火作业，如图9所示．已知消防车梯子的下端用摩擦很小的铰链固定在车上，上端靠在摩擦很小的竖直玻璃幕墙上．消防车静止不动，被救者沿梯子匀速向下运动的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．铰链对梯子的作用力逐渐减小

B．墙对梯子的弹力不变

C．地面对车的摩擦力逐渐增大

D．地面对车的弹力不变

A、B人在梯子上匀速运动时，将人和梯子看做一个整体，墙壁对梯子的作用力N水平向左，重力G竖直向下，根据三力汇交原理，铰链对梯子的作用力F斜向上，如图，当人匀速向下运动时，F与G的夹角减小，因为重力G不变，所以F、N减小．故A正确，B错误．

C、D将人、梯子、车看做一个整体，则地面对车的摩擦力等于墙壁对梯子的作用力N，地面对车的弹力等于车、梯子和人的重力，则地面对车的摩擦力逐渐减小，地面对车的弹力不变．故C错误，D正确．故选AD

L1练习2

长木板AB的一端B置于粗糙水平地面上，另一端A搁在光滑的墙壁上，若一重物从A端沿长木板匀速下滑，下滑距离用x表示，且在下滑过程中长木板始终保持静止，则地面对长木板B端的摩擦力f的大小随x变化是？

线性递减

正确答案：

这里可以把这个杆和物体看成一个整体

然后用力矩平衡来做

这里以A点为支点

这时候随着滑下来的过程

注意物体重力的力矩和地面摩擦力的力矩

是相同效果的

随着x增大

重力矩效果增大

导致摩擦力的力矩减小

所以f是减小的

由于是匀速运动的

所以这个变化也是和x成正比的

L2

如图所示，均匀光滑直棒一端用铰链装在水平地面上，另一端搁在立方体上，棒与地面夹角α为30°左右，现将立方体缓慢向左推，则立方体对棒的压力力矩变化情况为______（选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”，以下同），立方体对棒的压力变化情况为______．

设棒的重力大小为G，立方体对棒的弹力（方向与棒垂直斜向上）大小为N，

棒的长度为L，立方体的边长为h，棒与地面之间的夹角为θ，

根据力矩平衡条件有

；Gcosθ?

L

2

=N?

h

sinθ

因θ增大，cosθ减小，故Gcosθ

L

2

减小，立方体对棒的压力力矩减小；

由上式解得：

N=（

GL

4h

）sin2θ；

由数学知识可知，当θ=45°时，N有最大值

所以立方体缓慢向左推时，压力力矩减小，而支持力N先增大，后减小；

故答案为：

减小；先增大后减小．

校本

滑轮组拉着物体A在水平面上做匀速直线运动，已知mA=500kg，F=612.5N，滑轮组的机械效率η=80%

用户名：

c****** |分类：

教育 |浏览62次2014-07-2221:

42

（1）求物体A所受的摩擦力；

（2）拉力F所做功的功率为多少？

向左转|向右转

1、图示是4段绳子拉物体：

η＝W有/W总＝fs物/Fs绳，s绳＝4s物

即：

η＝f/4F

得：

f＝4Fη＝612.5×4×80%＝1960N

2、

速度为0.1m/s

回答：

这就好了：

P＝Fv绳＝F×4v物＝612.5×0.1×4＝245W

质量为1吨的汽车沿立交桥引桥匀速向上行驶，已知引桥是长150米、高30米的斜面，汽车牵引力的功率为16.8千瓦，斜面的机械效率为70%，求:

（1）汽车牵引力所做的有用功；

（2）汽车在斜面上的速度

1吨=1000KG牵引力总功率16800W第一问由动能定理W牵引-W重力=0所以牵引力做得有用功=1000X10X30=300000J第二问W牵引=F牵引XS得F牵引=300000/150=2000N又P有用=F牵引Xv=168000X0.7=11760W所以v=P/F=5.88m/s这里面我把g当成10了

练习1:

如图所示，OC是起吊装置的臂，长为2m，自身重力不计．顶端C载有质量为10kg的物体，AB是一个可以伸缩的液压推杆，OA长为

3

m，O和B都是固定转动轴，两者间距为1m．开始时OC与水平夹角为α=30°，整个装置静止．求：

（1）开始静止时起吊臂OC所受的逆时针力矩；

（2）当AB杆在液压推动下伸长时可以将OC杆连同重物 一起缓缓举起，在θ角由60°增大到90°．的过程中，推杆AB 对OC 杆做的功．

（1）开始时力矩是平衡的，所以逆时针方向的力矩等于顺时针的力矩，即：

M逆=M顺

又：

M顺=mg OC cosα

所以：

M逆=M顺=10×10×2×

3

2

N?

m=100

3

N?

m

（2）由几何关系可知：

∠OBA=120°  

OA

sin1200

=

OB

sinβ

，sinβ=0.5，

h1=1m，h2=2

2

3

m=1.633m，△h=0.633m  

推杆AB 对OC 杆做的功转化为物体的重力势能，得：

W=△EP=mg△h=10×10×0.633J=63.3 J         

答：

（1）开始静止时起吊臂OC所受的逆时针力矩100

3

Nm；

（2）推杆AB 对OC 杆做的功63.3J．

如图所示，一根粗细均匀的铁棒AB与一辆拖车相连接，连接端B为一固定的水平转动轴，拖车在水平面上向右做匀速直线运动，棒长为L，棒的质量为33kg，它与地面间的动摩擦因数为0.5，棒与水平面成37°角．运动过程中地面对铁棒的支持力为______N；若将铁棒B端的固定转动轴向下移一些，其他条件不变，则运动过程中地面对铁棒的支持力将比原来______（选填“增大”、“不变”或“减小”）．

题型：

填空题难度：

中档来源：

不详

答案（找作

业

以B点为转轴，在拖车在水平面上向右做匀速直线运动过程中，棒的力矩平衡，设棒与水平面的夹角为α．则有

 mg

L

2

cosα=NLcosα+fLsinα ①

又滑动摩擦力f=μN．

联立得：

mgcosα=2Ncosα+2μNsinα ②

解得，N=

mg

2+2μtanα

③

将α=37°代入解得，N=120N

若将铁棒B端的固定转动轴向下移一些，α减小，tanα减小，由③得知，N增大．

故答案为：

120，增大

L3

如图所示，AB是一根粗细均匀的均质杆，用轻绳AO、BO挂于O点，OAB能绕O点在竖直平面转动．AO＜BO，在A点挂一重物P，使AB保持水平，C为O点正下方的杆上一点，已知AC、BC部分的质量分别为m1、m2，重物P的质量为m3，则：

m1+m3　＞‍　m2，轻绳AO、BO的拉力TAO　＞　TBO（填＞、=或＜）

考点：

力矩的平衡条件；共点力平衡的条件及其应用．菁优网版权所有

专题：

作图题．

分析：

以O点为支点，AC部分重心在AC中心，BC部分重心在BC的中点，根据力矩平衡条件列式分析；再对整体受力分析，运用共点力平衡条件列式分析．

解答：

解：

以O点为支点，AC部分重心在AC中心，BC部分重心在BC的中点，根据力矩平衡条件，有：

m3g•AC+m1g•

=m2g•

由图象可以看出，AC

；

故

，故m1+m3＞

对杆和重物整体受力分析，受重力和两个拉力，如图：

根据平衡条件，有：

TAOcosα=TBOcosβ

由于α＞β，故TAO＞TBO；

故答案为：

＞，＞．

练习

如图所示，一均匀木条可绕转轴O自由转动，现有材料相同，长度相同，横截面积之比Sa：

Sb：

Sc=1：

4：

2的三支蜡烛a、b、c，垂直立于木条上，木条恰好处于平衡．三支蜡烛离转轴的距离分别为L1、L2和L3，若L1=4L2，则L3=

L2．若同时点燃蜡烛，蜡烛在燃烧过程中，要使杠杆保持平衡，则L1：

L2：

L3=

（设蜡烛在相等时间内燃烧的质量相同）．

解：

（1）∵m=ρV=ρSh，

∴三蜡烛的质量之比：

ma：

mb：

mc=ρhSa：

ρhSb：

ρhSc=Sa：

Sb：

Sc=1：

4：

2，

设ma=M，则mb=4M，mc=2M，

∵木条平衡，

∴mag×L1+mbg×L2=mcg×L3，

∵L1=4L2，

∴Mg×4L2+4Mg×L2=2Mg×L3，

解得：

L3=4L2；

（2）∵木条原来平衡，

∴Mg×L1+4Mg×L2=2Mg×L3，

∴L1+4L2=2L3，-----①

由题知，蜡烛在相等时间内燃烧的质量相同，则在相同的时间内三蜡烛减小的质量m相同，

要使木条平衡，两边减去的力和力臂的乘积相等，即mg×L1+mg×L2=mg×L3，

∴L1+L2=L3，-------②

①-②得：

3L2=L3，----------③

∴L2：

L3=1：

3，

由②得：

2L1+2L2=2L3，-------④

①-③得：

2L2=L1，-------------⑤

由③⑤得：

L1：

L2：

L3=2：

1：

3．

故答案为：

4；2：

1：

3．

（1）知道三蜡烛材料相同、长度相同和横截面积之比，利用密度公式和体积公式得出三蜡烛的质量之比，设ma=M，则mb=4M，mc=2M，知道L1=4L2，根据杠杆平衡条件求L3与L2的关系；

（2）由于木条原来平衡，利用杠杆平衡条件得出三力臂的大小关系①；由于蜡烛在相等时间内燃烧的质量相同，则在相同的时间内三蜡烛减小的质量m相同，要使木条平衡，两边减去的力和力臂的乘积相等，据此得出三力臂的大小关系②，由①②联立方程组得出三力臂的具体关系

17.在盛水的长方体容器上方的横木上，用细线竖直悬挂一个实心铁球，铁球位于水面上

方。

容器置于两支撑物上而保持静止，如图24-12所示。

容器对左边支撑物的压力为Nl，

对右边支撑物的压力为N2。

现将线放长，使铁球浸没在水里，则    （    ）

答案：

A

题评：

　　1.此题可看成是一个杠杆问题与浮力的综合题，当然总体上看还是属于静力学的问题。

　　2.此题的巧妙之处就在于解题时，并不一定需要应用静力学的受力分析，或者利用杠杆平衡条件去解题。

当然，如果利用了这些知识，也是可以的。

有了这种命题思想，就非常巧妙地把初中学生对于物理问题的“实践经验”应用到解题中来。

　　3.把整个装置当成一个系统来看，我们发现，如图所示时，系统的重心并不在容器的水平中心，而是容器水平中心偏右，这样，容器对右侧支撑物的压力大于容器左侧；而当小球浸入水中后，系统的重心向容器水平中心移动（我们可以用一个极限的方法，即假设小球浸入水中后是漂浮于水面的，此时系统的重心就在容器的水平中心位置）。

这样，系统对于右侧的压力变小，左侧的压力变大。

　　4.对于类似定性判断的题目，由于严格的推理与计算往往会增大解题的难题，所以，往往利用定性的方法，甚或“极限”的方法，可以找到解题的难度。

所示是一把杆秤的示意图，O是秤杆的悬点，使用该秤最多能称量5千克的重物．小王用一个相同的秤砣系在原来的秤砣下面，采用“双秤砣法”去称量7千克的重物时，秤上的示数为3千克，如图（b）所示．

（1）那么当只挂一个秤砣时，该秤零刻度线的位置应该在_____ （填“O点”、“O点的右侧”或“O点的左侧”）

（2）若采用“双秤砣法”，则利用该秤最多能称量_____Kg的重物．

（3）采用“双秤砣法”去称量某重物时，秤上的示数为3.2千克，则重物的实际质量为_____Kg．

（4）若该秤零刻度线的位置离提纽的距离为5cm，称钩离提纽的距离为4cm，每只砣的质量为400g，则称杆上有刻度的部分的长度是多少米？

O点的右侧  11  5.4  

（1）杆秤是根据杠杆平衡条件工作的；秤杆是一个杠杆，悬点O是杠杆的支点；

杆秤自重重心在悬点O的左侧，由杠杆平衡条件知：

要想使杆秤平衡秤砣应在悬点右侧，

所以杆秤的零刻度线位置在悬点O右侧．

（2）设杆秤的自重为G0，杆秤重心到支点O的距离是L0，设秤砣的重力为G砣，

重物G=mg到支点的距离是L物，当重物质量为m1=3kg时，秤砣到支点的距离为L1，

根据杠杆平衡条件得：

m1g×L物=G0L0+G砣L1 ，即3kg×9.8N/kg×L物=G0L0+G砣L1  ①；

（3）用双砣称m2=7kg物体质量时，由杠杆平衡条件得：

m2g×L物=G0L0+2G砣L1，即7kg×9.8N/kg×L物=G0L0+2G砣L1   ②；

设测最大质量时，秤砣到支点的距离为L，单砣能测最大m最大=5kg，

由杠杆平衡条件得：

m最大g×L物=G0L1+G砣L，即：

5kg×9.8N/kg×L物=G0L0+G砣L ③

设双砣能测的最大质量为m，由杠杆平衡条件得：

mg×L物=m0L0+G砣L，

即：

m×9.8N/kg×L物=G0L0+2G砣L ④；

由①②③④解得：

m=11kg．

故答案为：

O点右侧；11．

（1）杆秤的工作原理是：

杠杆的平衡条件，根据杆秤自重重心位置及杠杆平衡条件判断，杆秤零刻度线的位置．

（2）根据杠杆的平衡条件：

动力×动力臂=阻力×阻力臂，以O点为支点，分别找到力与力臂，根据杠杆平衡条件列方程解题，从而得出结论．

1、知识点的认识：

当杠杆静止或做快慢均匀的转动时；就说杠杆处于平衡状态，利用杠杆的平衡条件（杠杆原理）：

动力×动力臂=阻力×阻力臂或写作：

F1×l1=F2×l2

分析法──通过对事物原因或结果的周密分析，从而证明论点的正确性、合理性的论证方法．也称为因果分析；从求证的不等式出发，“由果索因”，逆向逐步找这个不等式成立需要具备的充分条件，事物都有自己的原因和结果．从结果来找原因，或从原因推导结果，就是找出事物产生、发展的来龙去脉和规律，这就起到了证明论点的合理性和正确性的作用．

此类题综合性很强，且难度很大，解答时，从分析受力分析入手，利用杠杆平衡条件可解答此题．

2、命题方向、利用杠杆的平衡条件（杠杆原理）：

动力×动力臂=阻力×阻力臂或写作：

F1×l1=F2×l2进行分析计算动力、阻力或力臂的大小．

3、解题方法点拨：

主要找到动力、阻力、动力臂、阻力臂再利用干过的平衡条件和分析法去解决．

有人设计了一种新型伸缩拉杆秤。

结构如图，秤杆的一端固定一配重物并悬一挂钩，秤杆外面套有内外两个套筒，套筒左端开槽使其可以不受秤纽阻碍而移动到挂钩所在位置（设开槽后套筒的重心仍在其长度中点位置），秤杆与内层套筒上刻有质量刻度。

空载（挂钩上不挂物体，且套筒未拉出）时，用手提起秤纽，杆秤恰好平衡，当物体挂在挂钩上时，往外移动内外套筒待测物体的质量。

已知秤杆和两个套筒的长度均为16cm，套筒可移出的最大距离为15cm，秤纽到挂钩的距离为2cm，两个套筒的质量均为0.1kg。

取重力加速度g=10m/s2。

（1）当杆秤空载平衡时，秤杆、配重物及挂钩所受重力相对秤纽的合力矩；

（2）当在秤钩上挂一物体时，将内套筒向右移动5cm，外套筒相对内套筒向右移动8cm，杆秤达到平衡，物体的质量多大？

（3）若外层套筒不慎丢失，在称某一物体时，内层套筒的左端在读数为1千克处杆秤恰好平衡，则该物体实际质量多大？

题型：

计算题难度：

偏难来源：

上海高考真题

答案（找作业答案--->>上魔方格）

解：

（1）套筒不拉出时杆秤恰好平衡，此时两套筒的重力相对秤纽的力矩与所求的合力

矩相等，设套筒长度为L，

合力矩

（2）力矩平衡

（3）正常称衡1kg重物时，内外两个套筒可一起向外拉出

力矩平衡

外层套筒丢失后称物，此时内套筒左端离秤纽距离为

力矩平衡