(6分)如图所示,一根轻质木杆,A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。当在B点加竖直向下的力F=30N作用时,木杆恰能在水平位置处于平衡状态,此时细线竖直。已知OA=15cm,OB=5cm,OC=10cm,求:
(1)重物对水平地面的压力;
(2)在杠杆上找一点,在该点施加一个最小力,使重物对地面压力为0,在图中画出这个力并求出这个力的大小。
(6分)某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下: ①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平; ②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2,回答下列问题:
(1)杠杆机械效率的表达式为η=_________。(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中,若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是:_____ 。
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(16分)在“探究动滑轮的机械效率”时,某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量,数据记录如下:
实验 序号 | 钩码 重/N | 动滑轮 重/N | 拉力/N | 钩码上升 的高度/m | 测力计移动 的距离/m | 有用 功/J | 总功 /J | 机械效 率/% |
① | 4 | 0.5 | 2.3 | 0.2 | 0.4 | 0.8 | 0.92 | 87.0 |
② | 4 | 0.9 | 2.5 | 0.2 | 0.4 | 0.8 | 1.0 | 80.0 |
③ | 6 | 0.5 | 3.3 | 0.2 | 0.4 | (a) | (b) | (c) |
(1)实验时,弹簧测力计应在 方向上拉动钩码做匀速直线运动。
(2)完成表格中第3次数据(a)(b)(c)处的计算,填在下面的横线上:(a) ; (b) ;(c) 。
(3)通过比较 两次实验数据(选填实验序号),可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重 (“有关”、“无关”)。
(4)小明认为“同一个机械,它的机械效率是一个定值”,通过比较 两次实验数据(选填实验序号),可知他的观点是 的(选填“正确” 或“错误”)。
(14分)小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉。此时,应把杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,保持 并静止。
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码(如图甲所示)为了使杠杆仍在水平位置平衡,他可以在B点处挂 个钩码或用弹簧测力计拉杠杆;若在B点采用弹簧测力计拉的方法,则弹簧测力计拉力的方向最好为 ,其目的是 ;且在使用前弹簧测力计须在 (正立\倒立)方向上校零。
(3)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是: 。
要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来,试在图中画出最省力的绕绳方法。
如图所示是活塞式抽水机的的摇柄,AOB是一杠杆,在图中作出阻力F2的示意图和动力臂L1。