1.如圖所示,一個質(zhì)量為70kg,邊長為20cm的正方體合金塊置于水平地面上,通過繩系于輕質(zhì)杠桿ABC的A端,可繞O點轉(zhuǎn)動,已知AO⊥OB、OB⊥BC,且AO:BO=5:6,BO:BC=3:4(繩重和摩擦不計,g取10N/kg)
(1)求合金塊的密度;
(2)在C端用F1=200N的力豎直向下拉杠桿,使杠桿靜止平衡,且AO、BC在水平位置.求合金塊對地面的壓強.
(3)試畫出作用在C點使杠桿平衡(AO、BC處于水平),且合金塊對地面的壓強恰好為0,所需的最小力F2的示意圖,并求出F2的大小.

分析 (1)知道合金塊的質(zhì)量,求出其體積,利用密度公式求合金的密度;
(2)在C端用F1=200N的力豎直向下拉杠桿,拉力F的力臂大小等于BC,知道AO:BO、BO:BC的大小可求AO:BC的大小,利用杠桿平衡條件求F1;求出合金塊重力,合金塊對地面的壓力等于重力減去拉力,求出受力面積,再利用壓強公式求合金塊對地面的壓強;
(3)在阻力和阻力臂一定時,動力臂越長、動力越小,畫出最長的動力臂,可得最小動力的示意圖;
由題知,BO:BC的大小,根據(jù)勾股定理可得BO:OC大小,進而得出AO:OC的大;合金塊對地面的壓強恰好為0,則杠桿A端受到的拉力大小等于合金塊重力G,利用杠桿平衡條件求最小動力F2

解答 解:
(1)合金塊的體積:V=(0.2m)3=8×10-3m3,
合金塊的密度:
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{70kg}{8×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=8.75×103kg/m3;
(2)在C端用F1=200N的力豎直向下拉杠桿,拉力F的力臂大小等于BC,
因為AO:BO=5:6,BO:BC=3:4,
所以AO:BC=5:8,
由杠桿平衡條件得:FA×AO=F1×BC,
則FA=$\frac{{F}_{1}×BC}{AO}$=$\frac{200N×8}{5}$=320N,
合金塊的重力:G=mg=70kg×10N/kg=700N,
合金塊對地面的壓力:F=G-FA=700N-320N=380N,
受力面積S=20cm×20cm=400cm2=0.04m2,
合金塊對地面的壓強:
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{380N}{0.04{m}^{2}}$=9500Pa;
(3)連接OC,即最長的動力臂,過C垂直O(jiān)C向下做出最小動力F2,如圖所示:

由題知,BO:BC=3:4,根據(jù)勾股定理可得:BO:OC=3:5,則OC=$\frac{5}{3}$BO;
已知AO:BO=5:6,則$\frac{AO}{OC}$=$\frac{AO}{\frac{5}{3}BO}$=$\frac{5}{6}$×$\frac{3}{5}$=$\frac{1}{2}$;
合金塊對地面的壓強恰好為0,則杠桿A端受到的拉力大小等于合金塊重力G,
由杠桿平衡條件可得:G×OA=F2×OC,
則F2=$\frac{G×AO}{OC}$=$\frac{700N×1}{2}$=350N.
答:(1)合金塊的密度為8.75×103kg/m3;
(2)合金塊對地面的壓強為9500Pa;
(3)如圖所示;最小動力F2的大小為350N.

點評 本題為力學綜合題,考查了重力公式、密度公式、杠桿平衡條件、壓強公式的應(yīng)用,確定兩種情況下的力臂關(guān)系是關(guān)鍵,要利用直角三角形邊角關(guān)系.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

11.中考體育考試測跳繩的項目中,某同學在1min內(nèi)跳了 200次,每次跳的高度大約5cm.他跳繩的功率大約為
( 。
A.10WB.50WC.100WD.500W

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科目:初中物理 來源: 題型:作圖題

12.將如圖所示的電磁鐵連入你設(shè)計的電路中(在虛線框內(nèi)完成,器材自選).
要求:
(1)電磁鐵磁性有無可以控制;
(2)能改變電磁鐵磁性的強弱;
(3)電路接通后使小磁針靜止時在如圖所示的位置.

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

9.如圖所示,水平地面上放置著兩個底面積不同(S<S)、高度相同、質(zhì)量可忽略的薄壁圓柱形容器甲和乙,分別盛滿質(zhì)量相等的水和酒精.現(xiàn)將密度為ρ的物體A分別放入水和酒精中,待靜止后,水和酒精對容器底部的壓強分別為p和p酒精,則p> p酒精;甲和乙容器對桌面的壓力分別為F和F,則F<F.(選填“>”、“=”或“<”),(已知ρ酒精<ρ<ρ

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

16.關(guān)于聲和電磁波的現(xiàn)象,下列說法正確的是( 。
A.甲圖,“土電話”通話說明氣體傳聲效果比固體好
B.乙圖,用力吹一根細管并將它不斷剪短,發(fā)出的聲響會變高,可以探究音調(diào)跟振幅的關(guān)系
C.丙圖,汽車導航給很多人的出行帶來了便利,它是利用超聲波傳遞道路信息的
D.圖丁,用導線碰觸電池兩極,正在廣播的收音機會有“咔咔”的雜音出現(xiàn),說明此時有電磁波產(chǎn)生

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

4.在“測定小燈泡電功率”的實驗中,實驗室有以下器材:小燈泡(額定電壓為2.5V,電阻約為10Ω)、電流表(0~0.6A 0~3A)、電壓表(0~3V 0~15V)、開關(guān)、電壓為4V的電源、滑動變阻器、導線若干.

(1)根據(jù)圖甲提供的電路,用筆畫線代替導線,將圖乙的實物圖連接成實驗電路.
(2)根據(jù)實驗中需要測量的物理量.請在圖丁方框內(nèi)畫出記錄實驗數(shù)據(jù)的表格.
(3)某次實驗中,電流表示數(shù)是0.2A,電壓表示數(shù)如圖丙所示,示數(shù)是2.2V,此時小燈泡的功率是0.44W.

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

11.小軍提出了一個問題:“在彈性限度內(nèi),橡皮筋伸長的長度跟它受到的拉力可能存在什么關(guān)系?”他決定通過實驗來分析這個問題.
(1)要完成實驗,除了需要一條橡皮筋、若干個相同的鉤碼(鉤碼的質(zhì)量已知)、鐵架臺和細線外,還必需的一種測量器材是刻度尺.
(2)分析表中數(shù)據(jù)得到的結(jié)論是:在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長與所受拉力成正比.
    拉力(鉤碼總重)F/N00.51.01.5  2.0  2.5
橡皮筋伸長的長度△L/cm01.534.5   6  7.5

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

8.在做“測定小燈泡的電功率”的實驗中,老師選取了一個標有“2.5V”的小燈泡和必要的實驗器材.
(1)請你用筆畫線代替導線在圖甲中幫小剛完成電路的連接.要求滑動變阻器滑片的滑片向A端滑動時,小燈泡的亮度逐漸變暗.
(2)小剛正確連接好電路后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片P使電壓表的示數(shù)為2.0V,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則該燈泡此時的功率為0.44W,若要測定小燈泡的額定功率,則滑片P應(yīng)向B(選填“A”或“B”)移動.
(3)另一實驗小組的小強同學連好電路閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)在調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P讓燈泡變亮時,電壓表的示數(shù)反而減;燈泡變暗時,電壓表的示數(shù)反而增大.請你根據(jù)出現(xiàn)的現(xiàn)象找出小強連接電路時的錯誤是電壓表與滑動變阻器并聯(lián)了.

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

9.某班同學在探究籃球反彈性能的強弱與哪些因素有關(guān)?
【猜想與假設(shè)】
猜想一:可能與籃球的材質(zhì)有關(guān);
猜想二:可能與籃球的充氣情況、質(zhì)量(或大。┯嘘P(guān).
【制定計劃與設(shè)計實驗】
在探究猜想一時,我們只選擇材質(zhì)不同、其他因素都相同的籃球,設(shè)計了以下實驗方案.
方案一:其他條件都相同,用力向下拍不同的籃球,觀察比較它們反彈后的髙度;
方案二:其他條件都相同,將不同的籃球從同一高度自由下落,觀察比較它們反彈后的高度;
方案三:其他條件都相同,使不同的籃球反彈到相同的高度,觀察比較它們所需自由下落高度.
【評估與交流】
(1)按照方案一探究,其不足之處是很難控制向下拍的力相同;|
(2)按照方案二探究,籃球反彈后的高度越高,反彈性能就越強;像這種用反彈的高度來表示籃球反彈性能強弱的方法,在物理學上,我們把這種研究方法稱之為轉(zhuǎn)換法; 
(3)按照方案三探究,籃球所需自由下落的高度越高,反彈性能就越弱.
【拓展應(yīng)用】類比于機械效率,我們可以用籃球反彈后的機械能與反彈前的機械能的比值來描述籃球反彈性能的強弱,其值越大,則反彈性能就越強.

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