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如图所示,杠杆MN可绕O点转动,A、B、C、D是四个供人娱乐的吊环、B环到O点的...

如图所示,杠杆MN可绕O点转动,A、B、C、D是四个供人娱乐的吊环、B环到O点的距离为D环O点距离的一半,父子俩在吊环上做游戏,质量为40kg的儿子吊在B环上,父亲站在地面上抓着D环.(g=10N/kg)求:

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(1)若不计杠杆和吊环的重以及转轴间的摩擦,为使杠杆在水平位置平衡,父亲要用多大的力拉吊环D?

(2)若父亲实际使用竖直向下的拉力为250N,在4s内将儿子匀速拉高0.5m,父亲要做多少功?做功的功率多大?

(3)父亲提升儿子的过程中,该器材的机械效率为多少?

 

(1)200N; (2)250J; 62.5W; (3)80%. 【解析】【解析】 (1)设父亲用力为F1, 根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得,F1×OD=mg×OB, 则F1==200N; (2)在4s内将儿子匀速拉高0.5m,则父亲拉力移动距离为1m, 父亲做功W=F2s=250N×1m=250J; 父亲做功的功率: P===62.5W; (3)父亲用该器材提升儿子的过程中,所做有用功: W有=Gh=mgh=40kg×10N/开关×0.5m=200J; 该器材的机械效率: =×100%=80%. 答:(1)若不计杠杆和吊环的重以及转轴间的摩擦,为使杠杆在水平位置平衡,父亲要用200N的力拉吊环D; (2)若父亲实际使用竖直向下的拉力为250N,在4s内将儿子匀速拉高0.5m,父亲要做多少功为250J;做功的功率为62.5W; (3)父亲提升儿子的过程中,该器材的机械效率为80%. 【点评】此题考查杠杆平衡条件及其应用、功、功率和机械效率的计算,关键是分清有用功和总功,此题难度适中,适合学生训练,属于中档题.  
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考点分析:
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我国南海海底蕴藏着一种神秘的冰晶体﹣﹣可燃冰,它具有热值大、储量多、能直接点燃等特点.1m3“可燃冰”在常温常压下可释放出164m3的天然气,“可燃冰”完全燃烧后只剩下二氧化碳和水,几乎不会造成任何污染.若50cm3的“可燃冰”产生的天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,可使多少质量的水从20℃升高到70℃?[q天然气=4×107J/m3,c=4.2×103J/(kg•℃)]

 

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如图中,站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物,请画出最省力的绕线方法.

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在“探究杠杆的平衡条件”实验中,用弹簧测力计沿BC方向拉杠杆,使杠杆平衡,如图所示.请画出:①弹簧测力计对杠杆拉力F的示意图;②F的力臂.

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在探究杠杆平衡条件的实验中:

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(1)如图a所示,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆左端的平衡螺母向      调节.

(2)如图b所示,调节平衡后,左侧挂上钩码,在右侧用弹簧测力计(图中未画出)拉杠杆,使其在水平位置平衡,为便于测量力臂,应使弹簧测力计拉力的方向     

(3)操作过程中,当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡,你认为接下来合理的操作是      .(写出一条即可)

(4)甲同学测出一组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,乙同学认为他的做法不合理,理由是     

 

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某同学用图示装置测量酒精的热值,他在烧杯中加入250g水,调好装置后,加热使水温升高50℃,水需要吸收的热量为      J,他又测得此过程中消耗了5g的酒精,他利用酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等,算得酒精热值q=      J/kg,他查表得到q酒精=3.0×107J/kg,发现两者偏差较大,你认为其中的原因可能是      (写出一条原因即可).[水的比热容c=4.2×103J/(kg℃)]

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