6. 重为G的均匀木棒竖直悬于天花板上,在其下端施加一水平拉力F,让木棒缓慢转到图中虚线所示的位置。在转动的过程中,下列说法错误的是(

A.动力臂逐渐变小
B.阻力臂逐渐变大
C.动力F与动力臂乘积不变
D.动力F逐渐变大
C
)。A.动力臂逐渐变小
B.阻力臂逐渐变大
C.动力F与动力臂乘积不变
D.动力F逐渐变大
答案
6.C
解析
【分析】
本题考查杠杆平衡条件的应用,解题时需先明确杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂,再结合杠杆平衡条件(动力×动力臂=阻力×阻力臂)分析转动过程中各物理量的变化。首先确定:支点为木棒上端的悬挂点,阻力是木棒重力G(作用在木棒中点,方向竖直向下),动力是水平拉力F(作用在木棒下端),木棒缓慢转动属于动态平衡过程,需逐一分析各选项对应的力臂、力的变化。
【解析】
1. 分析动力臂:动力臂是支点到动力F作用线的垂直距离。当木棒从竖直位置向虚线位置转动时,动力F的作用线保持水平,支点到该作用线的垂直距离逐渐减小,因此动力臂逐渐变小,A选项正确。
2. 分析阻力臂:阻力臂是支点到阻力G作用线(竖直方向)的垂直距离。随着木棒转动,阻力作用线与支点的垂直距离逐渐增大,因此阻力臂逐渐变大,B选项正确。
3. 分析动力与动力臂的乘积:根据杠杆平衡条件,动力F×动力臂=阻力G×阻力臂。其中G不变,阻力臂逐渐变大,因此“动力F与动力臂的乘积”等于G×阻力臂,该乘积会随阻力臂变大而变大,并非不变,C选项错误。
4. 分析动力F的变化:由杠杆平衡条件变形得F=(G×阻力臂)/动力臂,G不变,阻力臂变大、动力臂变小,因此动力F逐渐变大,D选项正确。
综上,说法错误的是C选项。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂变化
【点评】
本题属于杠杆动态平衡问题,核心是准确判断转动过程中动力臂、阻力臂的变化,结合杠杆平衡条件推导各物理量的变化,需掌握力臂的定义及杠杆平衡条件的应用,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题考查杠杆平衡条件的应用,解题时需先明确杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂,再结合杠杆平衡条件(动力×动力臂=阻力×阻力臂)分析转动过程中各物理量的变化。首先确定:支点为木棒上端的悬挂点,阻力是木棒重力G(作用在木棒中点,方向竖直向下),动力是水平拉力F(作用在木棒下端),木棒缓慢转动属于动态平衡过程,需逐一分析各选项对应的力臂、力的变化。
【解析】
1. 分析动力臂:动力臂是支点到动力F作用线的垂直距离。当木棒从竖直位置向虚线位置转动时,动力F的作用线保持水平,支点到该作用线的垂直距离逐渐减小,因此动力臂逐渐变小,A选项正确。
2. 分析阻力臂:阻力臂是支点到阻力G作用线(竖直方向)的垂直距离。随着木棒转动,阻力作用线与支点的垂直距离逐渐增大,因此阻力臂逐渐变大,B选项正确。
3. 分析动力与动力臂的乘积:根据杠杆平衡条件,动力F×动力臂=阻力G×阻力臂。其中G不变,阻力臂逐渐变大,因此“动力F与动力臂的乘积”等于G×阻力臂,该乘积会随阻力臂变大而变大,并非不变,C选项错误。
4. 分析动力F的变化:由杠杆平衡条件变形得F=(G×阻力臂)/动力臂,G不变,阻力臂变大、动力臂变小,因此动力F逐渐变大,D选项正确。
综上,说法错误的是C选项。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂变化
【点评】
本题属于杠杆动态平衡问题,核心是准确判断转动过程中动力臂、阻力臂的变化,结合杠杆平衡条件推导各物理量的变化,需掌握力臂的定义及杠杆平衡条件的应用,难度适中。
【难度系数】
0.5
7. 如图所示,某物体重为$G$(滑轮重及摩擦力均不计),欲将该重物提起,拉力$F$为(

A.$\dfrac{G}{3}$
B.$\dfrac{G}{4}$
C.$\dfrac{G}{6}$
D.$\dfrac{G}{8}$
B
)。A.$\dfrac{G}{3}$
B.$\dfrac{G}{4}$
C.$\dfrac{G}{6}$
D.$\dfrac{G}{8}$
答案
7.B
解析
【分析】要确定拉力F的大小,需分析滑轮组的受力关系,滑轮重和摩擦不计,可通过动滑轮的受力平衡逐步推导。首先分析下方动滑轮,得出其承担物重的绳子拉力,再结合上方动滑轮的受力,最终求出拉力F。
【解析】设每段绳子的拉力为$ T $,滑轮重及摩擦力均不计。
1. 对下方动滑轮受力分析:动滑轮下方悬挂重物$ G $,受到向上的两段绳子的拉力,每段拉力大小均为$ T $,根据二力平衡,$ 2T = G $,解得$ T = \frac{G}{2} $。
2. 对上方动滑轮受力分析:上方动滑轮的绕线方式使得其受到的拉力与下方动滑轮的拉力存在二次省力关系,结合滑轮组的整体受力,最终可得拉力$ F = \frac{T}{2} $,将$ T = \frac{G}{2} $代入,解得$ F = \frac{G}{4} $。
【答案】B
【知识点】滑轮组、动滑轮
【点评】本题考查滑轮组拉力的计算,关键是正确分析滑轮组的绕线方式,明确动滑轮的省力特点,避免混淆各段绳子的拉力关系,属于基础的滑轮组受力分析题。
【难度系数】0.5
【解析】设每段绳子的拉力为$ T $,滑轮重及摩擦力均不计。
1. 对下方动滑轮受力分析:动滑轮下方悬挂重物$ G $,受到向上的两段绳子的拉力,每段拉力大小均为$ T $,根据二力平衡,$ 2T = G $,解得$ T = \frac{G}{2} $。
2. 对上方动滑轮受力分析:上方动滑轮的绕线方式使得其受到的拉力与下方动滑轮的拉力存在二次省力关系,结合滑轮组的整体受力,最终可得拉力$ F = \frac{T}{2} $,将$ T = \frac{G}{2} $代入,解得$ F = \frac{G}{4} $。
【答案】B
【知识点】滑轮组、动滑轮
【点评】本题考查滑轮组拉力的计算,关键是正确分析滑轮组的绕线方式,明确动滑轮的省力特点,避免混淆各段绳子的拉力关系,属于基础的滑轮组受力分析题。
【难度系数】0.5
8. 用如图所示的滑轮组在10 s内将300 N的重物匀速提升3 m,已知动滑轮重30 N,不计摩擦力,则(

A.利用滑轮组所做的有用功是450 J
B.绳子自由端移动的速度是0.9 m/s
C.拉力的功率是99 W
D.滑轮组的机械效率是80%
C
)。A.利用滑轮组所做的有用功是450 J
B.绳子自由端移动的速度是0.9 m/s
C.拉力的功率是99 W
D.滑轮组的机械效率是80%
答案
8.C
解析
【分析】
本题考查滑轮组的相关计算,需先确定承担物重的绳子段数n,再根据有用功、总功、功率、机械效率的公式逐一分析各选项,判断正误。关键是正确数出滑轮组的绳子段数,牢记相关公式:有用功$W_{有}=Gh$,总功$W_{总}=Fs$,绳子自由端移动距离$s=nh$,拉力$F=\frac{G+G_{动}}{n}$,功率$P=\frac{W_{总}}{t}$,机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$。
【解析】
首先确定滑轮组中承担物重的绳子段数$n$:由图可知,动滑轮上有2段绳子,即$n=2$。
选项A:有用功$W_{有}=Gh=300N×3m=900J$,不是450J,故A错误。
选项B:绳子自由端移动的距离$s=nh=2×3m=6m$,速度$v=\frac{s}{t}=\frac{6m}{10s}=0.6m/s$,不是0.9m/s,故B错误。
选项C:不计摩擦力,拉力$F=\frac{G+G_{动}}{n}=\frac{300N+30N}{2}=165N$,总功$W_{总}=Fs=165N×6m=990J$,拉力的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{990J}{10s}=99W$,故C正确。
选项D:滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{900J}{990J}×100\%\approx90.9\%$,不是80%,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组、有用功、机械效率
【点评】
本题是滑轮组的基础计算题,需准确确定绳子段数,牢记相关公式,逐一分析各选项即可得出答案,属于常规题型。
【难度系数】
0.5
本题考查滑轮组的相关计算,需先确定承担物重的绳子段数n,再根据有用功、总功、功率、机械效率的公式逐一分析各选项,判断正误。关键是正确数出滑轮组的绳子段数,牢记相关公式:有用功$W_{有}=Gh$,总功$W_{总}=Fs$,绳子自由端移动距离$s=nh$,拉力$F=\frac{G+G_{动}}{n}$,功率$P=\frac{W_{总}}{t}$,机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$。
【解析】
首先确定滑轮组中承担物重的绳子段数$n$:由图可知,动滑轮上有2段绳子,即$n=2$。
选项A:有用功$W_{有}=Gh=300N×3m=900J$,不是450J,故A错误。
选项B:绳子自由端移动的距离$s=nh=2×3m=6m$,速度$v=\frac{s}{t}=\frac{6m}{10s}=0.6m/s$,不是0.9m/s,故B错误。
选项C:不计摩擦力,拉力$F=\frac{G+G_{动}}{n}=\frac{300N+30N}{2}=165N$,总功$W_{总}=Fs=165N×6m=990J$,拉力的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{990J}{10s}=99W$,故C正确。
选项D:滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{900J}{990J}×100\%\approx90.9\%$,不是80%,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组、有用功、机械效率
【点评】
本题是滑轮组的基础计算题,需准确确定绳子段数,牢记相关公式,逐一分析各选项即可得出答案,属于常规题型。
【难度系数】
0.5
9. 抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240 kg的重物搬到2 m高的车上。为了省力,他采用5 m的长木板搭了一个斜面(如图所示),以1 200 N的力用了5 min将重物匀速推到车上。(g取10 N/kg)关于此简易斜面装置,下列说法中正确的是(

A.他对重物做了4 800 J的功
B.他做功的功率为16 W
C.此简易斜面装置的机械效率为50 %
D.斜面是一种省力杠杆
A
)。A.他对重物做了4 800 J的功
B.他做功的功率为16 W
C.此简易斜面装置的机械效率为50 %
D.斜面是一种省力杠杆
答案
9.A
解析
【分析】本题考查斜面相关的功、功率、机械效率的计算及斜面的特点,需先明确已知物理量,再结合对应公式计算各选项中的物理量,逐一判断对错。已知:重物质量$ m=240\ \mathrm{kg} $,提升高度$ h=2\ \mathrm{m} $,斜面长$ s=5\ \mathrm{m} $,推力$ F=1200\ \mathrm{N} $,时间$ t=5\ \mathrm{min}=300\ \mathrm{s} $,$ g=10\ \mathrm{N/kg} $。
【解析】
1. 计算相关物理量:
对重物做的有用功:$ W_{\mathrm{有用}}=Gh=mgh=240\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 2\ \mathrm{m}=4800\ \mathrm{J} $;
推力做的总功:$ W_{\mathrm{总}}=Fs=1200\ \mathrm{N} × 5\ \mathrm{m}=6000\ \mathrm{J} $;
做功的功率:$ P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\frac{6000\ \mathrm{J}}{300\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{W} $;
斜面的机械效率:$ \eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\%=\frac{4800\ \mathrm{J}}{6000\ \mathrm{J}} × 100\%=80\% $;
斜面是省力机械,不属于杠杆。
2. 判断选项:
A选项:对重物做的功为有用功,是4800J,正确;
B选项:功率为20W,不是16W,错误;
C选项:机械效率为80%,不是50%,错误;
D选项:斜面是省力机械,不是杠杆,错误。
【答案】A
【知识点】斜面的功、功率、机械效率;斜面的特点
【点评】本题为基础题型,需掌握斜面相关的功、功率、机械效率计算公式,计算时注意单位换算,明确斜面的性质即可正确解题。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 计算相关物理量:
对重物做的有用功:$ W_{\mathrm{有用}}=Gh=mgh=240\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 2\ \mathrm{m}=4800\ \mathrm{J} $;
推力做的总功:$ W_{\mathrm{总}}=Fs=1200\ \mathrm{N} × 5\ \mathrm{m}=6000\ \mathrm{J} $;
做功的功率:$ P=\frac{W_{\mathrm{总}}}{t}=\frac{6000\ \mathrm{J}}{300\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{W} $;
斜面的机械效率:$ \eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\%=\frac{4800\ \mathrm{J}}{6000\ \mathrm{J}} × 100\%=80\% $;
斜面是省力机械,不属于杠杆。
2. 判断选项:
A选项:对重物做的功为有用功,是4800J,正确;
B选项:功率为20W,不是16W,错误;
C选项:机械效率为80%,不是50%,错误;
D选项:斜面是省力机械,不是杠杆,错误。
【答案】A
【知识点】斜面的功、功率、机械效率;斜面的特点
【点评】本题为基础题型,需掌握斜面相关的功、功率、机械效率计算公式,计算时注意单位换算,明确斜面的性质即可正确解题。
【难度系数】0.6
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