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以古鉴今,拆解古人的科学思维,在古今对话中提升分析能力,让传统科技的力学智慧,成为探索物理世界的进阶力量。请同学们思考并回答8~12题。
8.如图所示是我国《农书》中记录的槽碓(duì)。大木勺积水较多会下沉,使石锤上升;当大木勺内的水流出变轻后,石锤落下击打石臼内的谷物。以下操作一定可以增大槽碓打谷功率的是 （
A.增大石锤质量 B.增大水槽水量
C.增大木勺体积 D.增大石臼体积
9.(多选)关于下图,下列说法正确的是 （
A.图甲“轧蔗取浆”中,犁匀速转动的过程中,其运动状态不改变
B.图乙“湿田击稻”中,稻粒落入木桶的过程中,利用了惯性力的作用
C.图丙“北耕兼种”中,“鐵尖”是通过减小受力面积来增大压强的
D.图丁“长流漂米”中,水从高处流下,是因为水受到了重力的作用
8.如图所示是我国《农书》中记录的槽碓(duì)。大木勺积水较多会下沉,使石锤上升;当大木勺内的水流出变轻后,石锤落下击打石臼内的谷物。以下操作一定可以增大槽碓打谷功率的是 （
B
）A.增大石锤质量 B.增大水槽水量
C.增大木勺体积 D.增大石臼体积
9.(多选)关于下图,下列说法正确的是 （
CD
）A.图甲“轧蔗取浆”中,犁匀速转动的过程中,其运动状态不改变
B.图乙“湿田击稻”中,稻粒落入木桶的过程中,利用了惯性力的作用
C.图丙“北耕兼种”中,“鐵尖”是通过减小受力面积来增大压强的
D.图丁“长流漂米”中,水从高处流下,是因为水受到了重力的作用
答案
8. B [A. 增大实锤质量,要使石锤上升,需增加木勺内的积水,时间会变长,功率会变小,故A错误;B. 增大水槽水量,木勺内的水达到一定程度所需的时间变短,功率变大,故B正确;C. 木勺的体积增大,木勺内的水达到一定程度时,仍可以把实锤抬起,对功率没有影响,故C错误;D. 增大石臼的体积,石臼内可盛的谷子的质量增大,不影响打谷的功率,故D错误。故选B。]
9. CD [A. 图甲“轧蔗取浆”中,犁匀速转动的过程中,运动方向在不断地变化,其运动状态在不断地变化,故A错误;B. 惯性不是力,不能说受到惯性力,故B错误;C. 图丙“北耕兼种”中,“鐵尖”是通过减小受力面积来增大压强的,故C正确;D. 图丁“长流漂米”中,水从高处流下,是因为水受到了重力的作用,故D正确。故选CD。]
9. CD [A. 图甲“轧蔗取浆”中,犁匀速转动的过程中,运动方向在不断地变化,其运动状态在不断地变化,故A错误;B. 惯性不是力,不能说受到惯性力,故B错误;C. 图丙“北耕兼种”中,“鐵尖”是通过减小受力面积来增大压强的,故C正确;D. 图丁“长流漂米”中,水从高处流下,是因为水受到了重力的作用,故D正确。故选CD。]
10.我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。如图所示，“权”“重”对应物理学中的力，“标”“本”对应物理学中的
力臂
。当“重”增大时，把“权”向左
（选填“左”或“右”）移动，才能平衡。已知秤砣的质量为0.2 kg，当手提秤纽使杆秤在水平位置静止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05 m和0.2 m，则被测物体的质量为0.8
kg。若将提纽向B点移动一些，杆秤的测量范围将变大
（选填“变大”“变小”或“不变”）。答案
10. 力臂 左 0.8 变大
[根据杠杆的五要素并结合图可知,“标”“本”表示力臂;根据杠杆的平衡条件可知当“重”增大时,“本”“权”不变,为了使杠杆平衡,应增大“标”,即将“权”向左移动。因秤杆水平,则被测物体重心到秤纽的水平距离为动力臂,秤砣到秤纽的水平距离为阻力臂,分别为0.05 m、0.2 m。根据杠杆的平衡条件可知$G_{物}l_{物}=G_{砣}l_{砣}$。由$G=mg$可得,$m_{物}l_{物}=m_{砣}l_{砣}$。即$m_{物}×0.05\ \mathrm{m}=0.2\ \mathrm{kg}×0.2\ \mathrm{m}$,则$m_{物}=0.8\ \mathrm{kg}$。根据杠杆平衡条件可知:“权”ד标”=“重”ד本”,若“权”“标”不变,将提纽向B点移动一些,即“本”减小,要想杠杆平衡,需要增大“重”,杆秤的测量范围将变大。]
[根据杠杆的五要素并结合图可知,“标”“本”表示力臂;根据杠杆的平衡条件可知当“重”增大时,“本”“权”不变,为了使杠杆平衡,应增大“标”,即将“权”向左移动。因秤杆水平,则被测物体重心到秤纽的水平距离为动力臂,秤砣到秤纽的水平距离为阻力臂,分别为0.05 m、0.2 m。根据杠杆的平衡条件可知$G_{物}l_{物}=G_{砣}l_{砣}$。由$G=mg$可得,$m_{物}l_{物}=m_{砣}l_{砣}$。即$m_{物}×0.05\ \mathrm{m}=0.2\ \mathrm{kg}×0.2\ \mathrm{m}$,则$m_{物}=0.8\ \mathrm{kg}$。根据杠杆平衡条件可知:“权”ד标”=“重”ד本”,若“权”“标”不变,将提纽向B点移动一些,即“本”减小,要想杠杆平衡,需要增大“重”,杆秤的测量范围将变大。]
11.《天工开物》中记录了井盐的生产过程。如图所示为古人从井中汲卤的示意图。
(1)架子上端的M属于
A.定滑轮 B.动滑轮
(2)已知盐卤桶重10 N,盐卤重100 N,人施加的拉力为125 N,10 s内将桶和盐卤升高2 m,此滑轮提升盐卤时,拉力对机械做的功是
(1)架子上端的M属于
A
。(填序号)A.定滑轮 B.动滑轮
(2)已知盐卤桶重10 N,盐卤重100 N,人施加的拉力为125 N,10 s内将桶和盐卤升高2 m,此滑轮提升盐卤时,拉力对机械做的功是
250
J,机械对外做的功是220
J,机械效率为88%
。(注意:对于机械来说,机械对外做的功都是有用功)答案
11.(1)A (2)250 220 88%
[(1)由图可知,架子上端的M固定不动,属于定滑轮,故选A;
(2)拉力对机械做的功$W_{总}=Fs=125\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=250\ \mathrm{J}$,
机械对外做的有用功$W_{有}=(G_{卤}+G_{桶})h=(100\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N})×2\ \mathrm{m}=220\ \mathrm{J}$,
则该装置的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{220\ \mathrm{J}}{250\ \mathrm{J}}=88\%$。]
[(1)由图可知,架子上端的M固定不动,属于定滑轮,故选A;
(2)拉力对机械做的功$W_{总}=Fs=125\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=250\ \mathrm{J}$,
机械对外做的有用功$W_{有}=(G_{卤}+G_{桶})h=(100\ \mathrm{N}+20\ \mathrm{N})×2\ \mathrm{m}=220\ \mathrm{J}$,
则该装置的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{220\ \mathrm{J}}{250\ \mathrm{J}}=88\%$。]
