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如图所示,一根质量分布均匀的木棒,质量为m,长度为L,竖直悬挂在转轴O处,在木棒...

如图所示,一根质量分布均匀的木棒,质量为m,长度为L,竖直悬挂在转轴O处,在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到与竖直方向夹角为θ的位置(转轴处摩擦不计),问:

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(1)在图中画出θ=60°时拉力F的力臂l,并计算力臂的大小.

(2)木棒的重力作用点在其长度二分之一处,随拉开角度θ的增加,拉力F将如何变化?并推导拉力F与角度θ的关系式.

 

(1)F的力臂l见图,力臂的大小为L; (2)木棒的重力作用点在其长度二分之一处,随拉开角度θ的增加,拉力F将变大,F与角度θ的关系式为F=Gtanθ. 【解析】 试题分析:(1)力臂:支点到力的作用线的距离,由此作出F的力臂,并求出其大小. (2)随拉开角度θ的增加,分析动力臂和阻力臂的变化情况,根据杠杆的平衡条件判断拉力的变化; 根据三角函数,表示出力臂,根据杠杆平衡条件表示出F与θ的关系式. 【解析】 (1)由题O为支点,沿力F的方向作出力的作用线,从O点作其垂线,垂线段长即F的力臂,如图所示: ; 由题θ=60°,所以l=L. (2)由题做出木棒这一杠杆的示意图如图: , 由图可知随拉开角度θ的增加,l变小,LG变大,根据杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2,阻力不变,所以动力F变大; 由图l=cosθL,LG=sinθL, 根据杠杆的平衡条件有:F×cosθL=G×sinθL, 即:F=Gtanθ. 答:(1)F的力臂l见上图,力臂的大小为L; (2)木棒的重力作用点在其长度二分之一处,随拉开角度θ的增加,拉力F将变大,F与角度θ的关系式为F=Gtanθ. 【点评】本题考查了力臂的作图和杠杆平衡条件的应用,关键要正确理解力臂的概念,并由此熟练画出力臂,正确找到力臂的大小.  
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考点分析:
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如图(甲),L上标有“6V 3W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,R0的电阻为20Ω,变阻器R的最大阻值为200Ω.只闭合S2,移动滑片,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图(乙),当滑片置于a点时,电压表示数Ua=8V.(灯丝电阻不随温度变化)求:

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(1)小灯泡的电阻及电源电压;

(2)只闭合S1,若滑动变阻器接入电路的阻值为60Ω时,小灯泡的实际功率为多少?

(3)只闭合S2时,电路消耗的最小功率为多少?

 

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如图所示,斜面长5m,高1m,工人用沿斜面方向400N的力把重1600N集装箱以0.1m/s的速度匀速推到车上.求:

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(1)推力的功率;

(2)斜面的机械效率;

(3)斜面对集装箱的摩擦力.

 

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如图是探测“物体动能的大小与什么因素有关?”的实验示意图,实验中要探究的物体的动能,是指物体      (选填”A”或”B”)的动能,要探究的物体的动能的大小是通过      来反映的,实验中要改变物体的速度是通过改变      (选填“物体的质量”、“物体在斜面上的高度”或“水平面的粗糙程度”)来实现的.

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某班同学到实验室做“测定小灯泡的功率”的实验.被测小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω.实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A  0~3A)、电压表(0~3V  0~15V)、开关各一个,导线若干,滑动变阻器三只:R1(5Ω 0.5A)、R2(10Ω 0.5A)、R3(500Ω  1A).同学们设计的电路如图所示:

(1)电压表和电流表应选的量程分别为     

(2)滑动变阻器应选用      (选填“R1”、“R2”、“R3”);通过计算说明理由:

(3)实验电路接好后,闭合开关时,部分同学发现电路出现故障,主要有下表所列的两种情况,请根据现象和检测结果指出故障的可能原因:

故障现象

检测

故障原因

灯泡较暗、两表的示数均较小

移动滑动变阻器滑片,

现象不变

 

灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数

取下灯泡,两表的示数不变

 

(4)下表为某小组的实验记录分析表:

实验序号

电压表示数/V

电流表示数/A

功率/W

额定功率/W

1

3.0

0.36

1.08

P=满分5 manfen5.com=1.5

2

3.8

0.4

1.52

3

4.5

0.42

1.89

老师认为该小组的数据处理过程有错误,你认为错误之处是:     

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用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零.已知AC间的高度差为h,则从A位置到C位置铁球的重力做功是      ;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为      .B位置到C位置的过程中铁球所受的重力      (选填“大于”、“小于”、“等于”)弹簧所施加的弹力.(整个过程中不计能量损耗)

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