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5. 如图所示是常用的核桃夹,当用力握住 C 点夹核桃时,可把点看作支点,此时核桃夹相当于一个杠杆。若想更省力一点,手应握在(选填“靠近”或“远离”)A 点处。
（第5题图）
（第6题图）
（第7题图）
（第8题图）
（第5题图）（第6题图）
（第7题图）
（第8题图）
答案
解：用力握住C点夹核桃时，核桃夹绕A点转动，因此可把A点看作支点；
此时动力臂大于阻力臂，核桃夹相当于一个省力杠杆；
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，在阻力、阻力臂不变时，动力臂越大越省力，因此手应握在远离A点处，增大动力臂来实现更省力。
答案依次为：$\boldsymbol{A}$；$\boldsymbol{省力}$；$\boldsymbol{远离}$。
此时动力臂大于阻力臂，核桃夹相当于一个省力杠杆；
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，在阻力、阻力臂不变时，动力臂越大越省力，因此手应握在远离A点处，增大动力臂来实现更省力。
答案依次为：$\boldsymbol{A}$；$\boldsymbol{省力}$；$\boldsymbol{远离}$。
6.很多名山风景区为了方便游客到达,都把上山的公路修成盘山公路,如图所示。之所以要把上山的公路修成这样,是因为盘山公路相当于简单机械中的,使用它可以。汽车沿盘山公路匀速下山过程时,汽车的机械能将(选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案
解：
盘山公路相当于简单机械中的斜面，使用它可以省力。
汽车沿盘山公路匀速下山过程时，汽车质量不变，速度不变，动能不变，高度不断降低，重力势能减小，同时汽车需要克服摩擦阻力做功，部分机械能转化为内能，因此汽车的机械能将变小。
盘山公路相当于简单机械中的斜面，使用它可以省力。
汽车沿盘山公路匀速下山过程时，汽车质量不变，速度不变，动能不变，高度不断降低，重力势能减小，同时汽车需要克服摩擦阻力做功，部分机械能转化为内能，因此汽车的机械能将变小。
7.如图所示,用同一个滑轮先后提升同一物体,使物体以相同的速度匀速上升相同的高度,所用的力分别是$F_{甲}$和$F_{乙}$,拉力做功的功率分别是$P_{甲}$和$P_{乙}$。若不计摩擦、滑轮重和绳重,则$F_{甲}$与$F_{乙}$、$P_{甲}$与$P_{乙}$之间的大小关系是。
答案
解：
甲图中的滑轮是定滑轮，不计摩擦、滑轮重和绳重时，定滑轮不省力，因此：
$F_甲 = G$
乙图中的滑轮是动滑轮，不计摩擦、滑轮重和绳重时，动滑轮省一半力，因此：
$F_乙 = \frac{1}{2}G$
可得 $F_甲 ＞ F_乙$。
设物体上升的速度为$v$，甲图中拉力端移动的速度$v_甲 = v$，拉力的功率：
$P_甲 = F_甲 v_甲 = Gv$
乙图中拉力端移动的速度$v_乙 = 2v$，拉力的功率：
$P_乙 = F_乙 v_乙 = \frac{1}{2}G × 2v = Gv$
可得 $P_甲 = P_乙$。
结论：$\boldsymbol{F_甲＞F_乙，P_甲=P_乙}$。
甲图中的滑轮是定滑轮，不计摩擦、滑轮重和绳重时，定滑轮不省力，因此：
$F_甲 = G$
乙图中的滑轮是动滑轮，不计摩擦、滑轮重和绳重时，动滑轮省一半力，因此：
$F_乙 = \frac{1}{2}G$
可得 $F_甲 ＞ F_乙$。
设物体上升的速度为$v$，甲图中拉力端移动的速度$v_甲 = v$，拉力的功率：
$P_甲 = F_甲 v_甲 = Gv$
乙图中拉力端移动的速度$v_乙 = 2v$，拉力的功率：
$P_乙 = F_乙 v_乙 = \frac{1}{2}G × 2v = Gv$
可得 $P_甲 = P_乙$。
结论：$\boldsymbol{F_甲＞F_乙，P_甲=P_乙}$。
8.如图所示,工人要将重为600 N的货物移动到距地面1 m高的车厢中,他用长为3 m的木板搭成斜面,并用沿着斜面向上、大小为400 N的推力F,在15 s内,将货物匀速从斜面底端推到顶端。该过程中,推力F做功的功率为W,货物受到的摩擦力大小为N;如果斜面的倾斜程度增大,货物重力、车厢高度与推力F的大小均不变,斜面的机械效率(选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案
$\boldsymbol{80}$；$\boldsymbol{200}$；$\boldsymbol{变大}$
解析
解：
推力做的总功：
$W_{总}=Fs=400\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m}=1200\ \mathrm{J}$
推力做功的功率：
$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{1200\ \mathrm{J}}{15\ \mathrm{s}}=80\ \mathrm{W}$
克服货物重力做的有用功：
$W_{有}=Gh=600\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J}$
克服摩擦力做的额外功：
$W_{额}=W_{总}-W_{有}=1200\ \mathrm{J}-600\ \mathrm{J}=600\ \mathrm{J}$
由$W_{额}=fs$得货物受到的摩擦力：
$f=\frac{W_{额}}{s}=\frac{600\ \mathrm{J}}{3\ \mathrm{m}}=200\ \mathrm{N}$
斜面倾斜程度增大，车厢高度h不变，斜面长度s减小；推力F不变，总功$W_{总}=Fs$减小，有用功$W_{有}=Gh$不变，根据$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，可知斜面的机械效率变大。
推力做的总功：
$W_{总}=Fs=400\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m}=1200\ \mathrm{J}$
推力做功的功率：
$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{1200\ \mathrm{J}}{15\ \mathrm{s}}=80\ \mathrm{W}$
克服货物重力做的有用功：
$W_{有}=Gh=600\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J}$
克服摩擦力做的额外功：
$W_{额}=W_{总}-W_{有}=1200\ \mathrm{J}-600\ \mathrm{J}=600\ \mathrm{J}$
由$W_{额}=fs$得货物受到的摩擦力：
$f=\frac{W_{额}}{s}=\frac{600\ \mathrm{J}}{3\ \mathrm{m}}=200\ \mathrm{N}$
斜面倾斜程度增大，车厢高度h不变，斜面长度s减小；推力F不变，总功$W_{总}=Fs$减小，有用功$W_{有}=Gh$不变，根据$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，可知斜面的机械效率变大。
三、实验探究题
9.如图是同学们使用每小格长度为5 cm的轻质杠杆和每个重为0.5 N的钩码探究“杠杆平衡条件”的实验情景。
甲 乙 丙
(1)实验前,为使图甲中静止的杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向旋一些。
(2)如图乙所示,当用测力计在B点施加竖直向的大小为N的拉力时,杠杆再次水平平衡;小明同学根据这次实验数据就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,同组同学认为这个结论不可靠,原因是(填序号)。
A.未多次测量取平均值以减小误差
B.实验次数太少,结论具有偶然性
(3)若将(2)中作用于B点的拉力缓慢绕B点顺时针转过较小角度,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)如图丙,是小明以萝卜的重心所在的竖直线为界切分萝卜,切开后,A、B两块萝卜的质量大小关系为$ m_A $(选填“＞”“=”或“＜”)$ m_B $。
9.如图是同学们使用每小格长度为5 cm的轻质杠杆和每个重为0.5 N的钩码探究“杠杆平衡条件”的实验情景。
甲 乙 丙
(1)实验前,为使图甲中静止的杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向旋一些。
(2)如图乙所示,当用测力计在B点施加竖直向的大小为N的拉力时,杠杆再次水平平衡;小明同学根据这次实验数据就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,同组同学认为这个结论不可靠,原因是(填序号)。
A.未多次测量取平均值以减小误差
B.实验次数太少,结论具有偶然性
(3)若将(2)中作用于B点的拉力缓慢绕B点顺时针转过较小角度,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)如图丙,是小明以萝卜的重心所在的竖直线为界切分萝卜,切开后,A、B两块萝卜的质量大小关系为$ m_A $(选填“＞”“=”或“＜”)$ m_B $。
答案
解：
(1) 右
(2) 上；2.25；B
(3) 变大
(4) ＞
(1) 右
(2) 上；2.25；B
(3) 变大
(4) ＞
