一绝缘细绳的一端与可绕O点转动的轻质杠杆的E端相连,另一端绕过动滑轮D、定滑轮C,与滑动变阻器的滑片P相连;B为一可导电的轻质弹簧,如图所示接入电路中,一端通过绝缘绳固定在地面上,另一端与滑片P相连;一人站在地面上拉住与杠杆H端相连的细绳.已知电源电压为8V,灯泡标有"6V 3W"字样,人的质量为50kg,人与地面的接触面积为50cm 2,EO:HO=2:5.人对绳子拉力最小时,电流表示数为I1,且滑片刚好位于滑动变阻器的a端;人对绳子拉力最大时,电流表示数为I 2,且I 1:I 2=2:1,滑动变阻器的阻值与弹簧所受拉力的关系如下表所示:
R(Ω) |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
… |
F(N) |
0.5 |
50.5 |
100.5 |
150.5 |
200.5 |
250.5 |
300.5 |
350.5 |
… |
不计杠杆、弹簧、滑片、细绳的重力,不计摩擦,不计弹簧电阻.整套装置始终处于平衡状态,物体A始终不离开地面.灯泡电阻不变,且不会被烧坏.g=10N/kg.求:
(1)人的拉力最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是多少?
(2)物体A的质量是多少?
(3)人的拉力最大时,人对地面的压强是多少?
(4)当灯泡正常发光时,物体A对地面的压力是多少?
如图所示,平直的薄板AB长1m,重力忽略不计,B端用细绳悬于天花板上,绳与水平方向夹角为30°,薄板始终保持水平.一辆重20N、功率为1W的电动小车,从A端以0.2m/s的速度向右匀速行驶4s,细绳恰好被拉断,求:
(1)小车行驶过程中牵引力做的功;
(2)小车运动时受到的阻力;
(3)细绳恰好被拉断时能承受的最大拉力.
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:
⑴ 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?
⑵ 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?
⑶ 父亲提升儿子的过程中,该器材的机械效率为多少?
“低头族”长时间低头看手机,会引起颈部肌肉损伤.当头颅为竖直状态时,颈部肌肉的拉力为零,当头颅低下时,颈部肌肉会产生一定的拉力.为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系,我们可以建立一个头颅模型来模拟实验,如图甲所示.把人的颈椎简化成一个支点O,用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个支点O转动,A点为头颅模型的重心,B点为肌肉拉力作用点.将细线的一端固定在B点,用弹簧测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力,头颅模型在转动过程中,细线拉力的方向始终垂直于OB,如图乙所示.让头颅模型从竖直状态开始转动,通过实验记录出低头角度θ及细线拉力F的数据.如表:
低头角度θ/° |
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
细线拉力F/N |
0 |
7.3 |
14.0 |
20.2 |
25.0 |
(1)头颅模型质量为1kg,当低头角度为60°时,颈部肌肉实际承受的拉力是 N;如果真实头颅质量为8kg,当低头角度为60°时,颈部肌肉实际承受的拉力是 N.
(2)请解释:为什么低头角度越大,颈部肌肉的拉力会越大?答 .
(3)请你就预防和延缓颈椎损伤提出一个合理化的建议: .
某中学“STS”课题小组到某工厂的锅炉车间进行实践活动,重点研究锅炉供水自动控制装置方面的问题,如图为冷水自控位置,小水箱与锅炉相连,当杠杆呈水平状态时,浮球受到2.5N竖直向上的浮力,塞子B刚好顶住自来水的进口.已知OC=25cm.OD=1cm,塞子B横截面积为1cm2,由此算出自来水对塞子B的压强为多大?
如图所示,某同学在做俯卧撑运动,可将他视为一个杠杆,支点在O点,他的重心在A点,重力为600N.
求:(1)他将身体撑起时,地面对双手的支持力至少多大?
(2)若他在1min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4m,则他做一个俯卧撑要做多少功?
(3)他做俯卧撑的功率为多少瓦?
如图所示,一轻质杠杆支在支架上,OA=20cm, G1为边长是5cm的正方体,G2重为20N。当OC=l0cm时,绳子的拉力为 N,此时G1对地面的压强为2×104Pa。现用一水平拉力,使G2以 cm/s的速度向右匀速运动,经过12.5s后,可使G1对地面的压力恰好为0。
如图所示,质量不计的轻板AB可绕转轴O在竖直面内转动,OA=0.4m,OB=1.6m.地面上质量为15kg、横截面积为0.3m2的圆柱体通过绳子与A端相连.现有大小不计、重为50N的物体在水平拉力F=10N的作用下,以速度v=0.2m/s从O点沿板面向右作匀速直线运动.g=10N/kg.求:
(1)物体开始运动前,圆柱体对地面的压强;
(2)物体在板面上运动的时间;
(3)物体在板面上运动过程中,拉力F做的功及功率.
如图所示,将边长为10cm的正方体合金块,用细绳挂在轻质杠杆的A点处,在B点施加力F1=30N时,杠杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰好为0。撤去F1,在B点施加力F2时,合金块对地面的压强为1.2×103Pa。(OB=3OA,g取10N/kg)
(1)画出F2的力臂。
(2)求合金块的质量。
(3)求F2的大小。
如图所示,起重机将一箱设备沿竖直方向匀速吊装到施工高台上,设备重4000 N,施工台距离地面的高度为3m。动滑轮上每段钢绳的拉力是2500 N。(取g=10N/kg)
求:(1)起重机的质量为8t,工作时用支架将汽车的轮胎支离开地面。如果地面能承受的最大压强是7×104 Pa,支架与地面接触的总面积是多少?
(2)起重臂OA长12m,且与水平方向夹角为30°。支撑臂与起重臂垂直,作用点为B,且OB=4m,求支撑臂给起重臂的支持力(忽略起重臂自重,cos30°≈0.87)。
(3)起重机做功的机械效率。
如图是某型号起重机从水中调起一重7.9t的钢锭,L1、L2分别为2m、6m。(g取10N/kg,ρ钢=7.9×103kg/m3) 求:
(1)钢锭全部浸在水中时受到的浮力是多大?
(2)起重机将钢锭调离水面后,起重机的作用力F1是多大?
(3)调离水面后钢锭又匀速上升了3m,这个过程中起重机做的功为3.95×105J,这时,起重机的机械效率是多少?
如图所示轻质杠杆,把密度均为4.0×103kg/m3的甲、乙两个实心物体挂在A、B两端时,杠杆在水平位置平衡,若将甲物体浸没在水中,同时把支点从O移到O′时,杠杆又在新的位置平衡,若两次支点的距离O O′为OA的,求:甲、乙两个物体的质量之比.
如图所示,一根轻质木杆,A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。当在B点加竖直向下的力F=30N作用时,木杆恰能在水平位置处于平衡状态,此时细线竖直。已知OA=15cm,OB=5cm,OC=10cm,求:
(1)重物对水平地面的压力;
(2)在杠杆上找一点,在该点施加一个最小力,使重物对地面压力为0,在图中画出这个力并求出这个力的大小。
如图所示,质量为9kg,边长为5cm的正方体物块A置于水平地面上,通过细绳系于轻质杠杆BOC的B端,杠杆可绕O点转动,且CO=3BO,在C端用F=20N的力竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,且细绳被拉直.(细绳重量不计,g取10N/kg)
求:(1)物体A的重力G1.
(2)B端细绳的拉力F拉;
(3)物体A对地面的压力F压;
(4)当F等于多少牛时,物体A对地面的压力恰好为零?
(8分) 小明用质量忽略不计的杆秤测量物体M的质量,如图所示。当秤砣位于位置B时,杆秤在水平位置平衡。将物体浸没在纯水中,秤砣移至位置C时,杆秤在水平位置重新平衡。已知秤砣的质量为2kg, OB=5OA, OC=3OA,g=10N/kg,求:
(1)物体M的质量;
(2)物体浸没水中时受到的浮力;
(3)物体的密度。