C. F1=2F2
D. F1>2F2
二、填空
(2019临沂)25.某航模兴趣小组操控一架重20N的小型无人机(如图),让其在5s内匀速下降10m,该过程中重力做功的功率是____40__W;机翼上方的空气流速___大于____(选填“大于”、“小于”或“等于”)下方的空气流速。
当该无人机静止在水平操场上时受到的支持力为____20__N。
(2019临沂)
27.2019年4月23日,我国在青岛附近海空域举行海军建军70周年海上阅兵。
护卫舰群首先接受检阅的是质量为4.0103t的“临沂”舰。
如图所示,该舰静止在海面上时所受浮力为___4.0107_____N;水面下5m处的舰体受到海水的压强为_____5.15104__Pa;它以40m/h的速度向前匀速航行时受到的阻力为1.0106N,则航行2m的过程中动力做功2.0109_____J。
(P海水=1.03103g/m3,g=10N/g)
(2019绵阳)28.2019年1月3日,嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆。
嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停,对月球表面识别,并自主避障,选定相对平坦的区域后,开始缓慢地竖直下降,最后成功软着陆。
从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中,嫦娥四号探测器的重力势能_________,机械能________。
(选填“增加”或“不变”或“减少”)
减少,减少
(2019安徽)4.如图所示,一轻杆AB悬于0点,其左端挂一重物,右端施加一个与水平方向成30°的力F,此时轻杆水平平衡。
若重物质量m=3g,BO=3A0,g取10N/g.则力F的大小为__N.20
(2019眉山).如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力,的作用,其F-t和v-t图像分别如图乙和图丙所示。
由图像可知,9~12s内,推力对物体做功___________J;t=2s时,物体受到的摩擦力是___________N。
18 3
(2019安徽)5.用沿斜面向上大小为3.5N的力将一个重为4.9N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。
已知斜面长为2m,高为1m,则该过程中斜面的机械效率为_________________70%
18.(2019成都)如图,是三种类型剪刀的示意图,请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选择(选填“A”、“B”或“C”)剪刀,这样选择的目的是为了省。
C力
(2019广东)10.(3分)如图所示,我国古代护城河上安装使用的吊桥就是一个组合机械,通过定滑轮改变 ,由图可知杠杆的支点是 (选填“A”、“B”或“C”)点,它属于 (选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠。
【分析】
(1)定滑轮的特点,不省力,但能改变力的方向。
(2)对支点定义的了解:
杠杆绕着转动的固定点叫做支点;
(3)杠杆分类方法:
动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆;动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆;动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆。
【解答】解:
图中使用了定滑轮A,不能省力,但可以改变力的方向;
由图可知吊桥绕着C点转动,所以护城河上安装的吊桥杠杆的支点在C点;
在匀速拉起吊桥时,由于它的动力臂L1大于阻力臂L2,所以属于一个省力杠杆;
故答案为:
力的方向;C;省力。
【点评】本题的解题关键是知道支点及力臂的定义,在解题时先找出支点的位置,然后根据力臂的定义判断动力臂与阻力臂的长短。
(2019宿迁)
13。
会荡秋千的人,不用别人帮助,就能把秋千荡得很高。
做法是:
当人从高处向下摆时,身体由直立变为下蹲,此过程降低重心高度,将更多的重力势能转化为动能;而从最低点向上摆时,用力将身体由下蹲变为直立,此过程克服身体重力做功,增加了_机械能。
如此循环往复,机械能越积越多,秋千就越荡越高
(2019乐山)34.在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力F=400N,拉动的距离s=4.5m,提升高度h=1.8m,所用时间t=30s。
则拉力F做功的功率为▲W,此过程中物体受到的摩擦力为▲N。
60160
三、实验探究
(2019自贡)
(2)如图所示,轻质杠杆的A点挂一重物G,绳受的拉力为F2,O为杠杆的支点。
请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力Fl的示意图,并作出F2
的力臂
答案:
(2019眉山).如图所示,用一根硬棒搬动一个石块,棒的上端A是动力的作用点,若要用最小的力搬动石块,请标出杠杆的支点O,并画出最小动力F的示意图。
(2019•广东)15.(2分)如图所示,用F=150N的力使木箱沿水平方向做匀速直线运动(不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦),请在图中画出木箱此时受到的摩擦力并标出摩擦力的大小。
【分析】
(1)此题为滑轮组拉动物体前进,要克服物体与地面间的摩擦力,因为两段绳子拉着物体,所以F=
f摩;
(2)画力的示意图的一般步骤为:
一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边。
按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
【解答】解:
由图可知滑轮组有2段绳子,因为用滑轮组拉动木箱向左做匀速直线运动,不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦,所以F=
f摩,则f摩=2F=2×150N=300N;摩擦力的方向向右。
如图所示:
(2019济宁)18.请你设计两种方案并分别在图中标出钩码的个数和位置,使杠杆在水平位置平衡。
【分析】设一个钩码重力为G,杠杆上一个格为L,杠杆左边受到的力F1=4G,其力臂L1=3L,杠杆左边力和力臂的乘积:
F1L1=4G×3L=12GL;
为使杠杆平衡,杠杆右边力和力臂的乘积:
F2L2=12GL;据此设计成时杠杆平衡的不同方案。
【解答】解:
设一个钩码重力为G,杠杆上一个格为L,
杠杆左边受到的力F1=4G,其力臂L1=3L,杠杆左边力和力臂的乘积:
F1L1=4G×3L=12GL;
为使杠杆平衡,杠杆右边力和力臂的乘积:
F2L2=12GL;
方案一:
杠杆右边受到的力F2=3G,其力臂L2=4L,杠杆右边力和力臂的乘积:
F2L2=3G×4L=12GL;
方案二:
杠杆右边受到的力F2=4G,其力臂L2=3L,杠杆右边力和力臂的乘积:
F2L2=4G×3L=12GL;如图所示:
方案三:
杠杆右边受到的力F2=6G,其力臂L2=2L,杠杆右边力和力臂的乘积:
F2L2=6G×2L=12GL。
(2019德阳)19.如图所示是探究杠杆平衡条件的几个实验情景:
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆________(选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接下调节杠杆两端的螺母,使杠杆处于________。
(2)如图乙所示,A点挂有2个质量均为50g的钩码、为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂________个质量均为50g的钩码。
(3)如图丙所示,现给你一个量程为0~2N的弹簧测力计,若干个50g的钩码,钩码挂在C点处,现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡,则在C点处所挂钩码的最多个数为________个。
(2019•江西)25、
(二)探究杠杆的平衡条件
如图20所示,是小鹰和小华同学用于探究杠杆平衡条件的实验装置。
(1)实验前,小鹰和小华同学发现实验装置如图20甲所示,为了使杠杆在水平位置平衡,他们应将左端的螺母向左调或将右端的螺母向________调。
(2)实验中,两位同学在杠杆的左右两侧加挂钩码,如图20乙所示,如果两人决定只改变左侧钩码的位置,则向________移动,才能使杠杆在水平位置重新平衡。
改变钩码的个数及位置,并进行多次实验.
(3)实验后,两位同学将所得的数据分析处理,最终得到杠杆的平衡条件为________________。
(1)左
(2)右(3)F1L1=F2L2
(2019•宿迁)22。
以下为“探究杠杆平衡条件”实验:
(1)如图甲,把杠杆放在支架上并置于水平桌面,静止时发现杠杆左低右高,为了使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向右调节。
(2)如图乙,在已经调节好的杠杆左A处挂4个钩码,要使杠杆仍在水平位置平衡,应在杠杆右边离支点4格的B处挂2个相同的砝码
(3)如图丙,在杠杆左边离支点4格的C处,用弹簧测力计与水平方向成30°角斜向上拉,也可使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计示数为2N(每个钩码重05N)。
(2019•自贡)26.小明和小强在测“滑轮组机械效率”的实验中,一同学组装好如图所示实验装置,他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
(1)实验时,小明__匀速_竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码升高,弹簧测力计读数为0.5N;同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10cm,以上测量结果准确无误,其他被测物理量和计算数据记录如表:
钩码重G/N
弹簧测力计提升的高度s/m
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η
1
0.2
0.1
0.1
100%
(2)小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%,他们意识到出现了错误,请你帮他俩找出错误的原因:
_绳子自由端移动的距离应该是0.3m,不等于0.2m__.
(3)该滑轮组的机械效率实际为__66.7%_.
(4)在实验中,若将钩码的重增加到6N,则该滑轮组的机械效率将__变大_(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(2019•眉山).为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系,探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。
实验测得的数据如下表:
请你根据表中的数据解答下列问题:
(1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做___________运动,该过程中木块的机械能___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)第2次实验中,斜面的机械效率为___________,斜面对木块的摩擦力为___________N。
(3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是:
_________________________________。
(4)试列举出生活中利用斜面的一个实例:
____________________________________________。
(1)匀速直线 变大
(2)50% 0.9
(3)斜面越陡,机械效率越高
(4)盘山公路(螺钉丝口等等,凡是围绕斜面的应用说的,都正确)
四、计算
25.(6分)(2019•德州)小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m,此过程中拉力F的功率为120W。
求:
(1)提升装置所做的有用功;
(2)拉力F做的功;
(3)该滑轮组的机械效率。
【分析】
(1)知道货物的质量和提升的高度,根据W=Gh=mgh求出有用功;
(2)知道拉力的功率和作用时间,根据W=Pt求出拉力做的总功;
(3)滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解:
(1)提升装置所做的有用功:
W有用=Gh=450N×2m=900J;
(2)根据P
可得拉力F做的功:
W总=Pt=120W×10s=1200J;
(3)滑轮组的机械效率:
η
100%=75%。
答:
(1)提升装置所做的有用功是900J;
(2)拉力F做的功是1200J;
(3)该滑轮组的机械效率是75%。
【点评】本题考查了做功公式、功率公式、机械效率公式的应用,常见题目。
(2019安徽)21.如图所示,水平地面上一个重为5ON的物体,在大小为1ON的水平拉力下作用下,向左做匀速直线运动,在5s的时间内通过的距离为2m.求物体运动过程中
(1)所受摩擦力的大小;
(2)拉力F做功的功率。
(1)10N
(2)4W
(2019长沙)23.如图所示为洋湖湿地公园的“河道保洁船”清理水面垃圾时的情景,保洁船的质量为2.5t,收集宽度为3.4m。
它某次工作时以1m/s的速度做匀速直线运动,其牵引力为5×104N,保洁船工作50s,求这段时间内:
(1)保洁船行驶的路程;
(2)牵引力做的功;(3)牵引力的功率。
(1)50m
(2)2.5×106J(3)5×104w
(2019宿迁)
18.如图所示,工人利用滑轮组提升重物,在30s内将静止在水平地面上质量为90g,底面积为200cm2的长方体物块匀速提升5m,此时工人的拉力为400N(g=10N/g)。
求
(1)提升前物块对水平地面的压强
(2)工人拉力做功的功率
(3)滑轮组提升该物块的机械效率
(2019德阳)21.汽车尾气是大气的重要污染,而动车组可实现零排放。
假设德阳与成都相距60m,一动车组从德阳站由静止启动后做直线运动,先加速运动2min,然后以恒定速度匀速运动21min,最后做减速运动2min到达成都站停住。
(1)动车组从德阳站到成都站的平均速度是多少m/s?
(2)若动车组的平均牵引力为2.8×105N,则从德阳到成都动车组的牵引力的平均功率是多少W?
(3)如果燃油公共汽车与动车组从德阳站到成都站牵引力所做的功相同,则公共汽车排放气体污染物的质量是多少g。
(燃油公共汽车每做1J功排放气体污染物3×10-6g)
(2019•乐山)
39.小夏利用如图所示的滑轮组,将重量为280N的物体匀速提升了2m。
已知他自身的重量为500N,对绳子施加的拉力F=200N,两脚与地面接触的总面积S=400cm2。
求此过程中:
(1)小夏对地面的压强;
(2)拉力F做的功;
(3)该滑轮组的机械效率。
解:
(1)人对地面的压力:
1分
人对地面的压强:
1分
(2)绳自由端向下移动的距离:
1分
拉力F做的功:
1分
(3)对重物做的有用功:
1分
滑轮组的机械效率:
1分
(2019•广东)21.(7分)港珠澳大桥被誉为现代七大奇迹之一,其中长约5600m的沉管隧道通过引桥与人工岛路面相连,引桥长1000m,竖直高度为40m,简化图如图所示。
重5×104N的汽车在沉管隧道中以90m/h的速度匀速行驶,所受阻力为其重力的0.05倍。
从引桥最低端开始汽车功率增大到90W匀速行驶,耗时45s到达人工岛路面,求:
(1)汽车完全通过沉管隧道需要多少秒;
(2)汽车在沉管隧道中行驶时牵引力所做的功;
(3)汽车在引桥上所受阻力的大小。
【分析】
(1)已知沉管隧道的长度和汽车的速度,根据速度公式的变形公式t=
求出需要的时间;
(2)首先根据阻力与重力的关系求出阻力,然后根据力的平衡得出牵引力,再利用W=Fs计算牵引力所做的功;
(3)利用P=
求出牵引力所做的功,利用W=Gh求出重力做功,二者之差即为阻力做功,再根据W=Fs计算阻力大小。
【解答】解:
(1)沉管隧道中汽车速度为:
v1=90m/h=25m/s,
则汽车完全通过沉管隧道需要的时间:
t=
=
=224s。
(2)汽车所受阻力大小为:
f=0.05G=0.05×5×104N=2500N,
因为汽车做匀速直线运动,
所以