如图所示,一根质量分布均匀的木棒,质量为m,长度为L,竖直悬挂在转轴O处。在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到竖直方向夹角为θ的位置(转轴处摩擦不计)。问:
(1)在答题纸上画出θ=60°时拉力F的力臂L1,并计算力臂的大小。
(2)木棒的重力作用点在其长度二分之一处,随拉开角度θ的增加,拉力F将如何变化?
并推导拉力F与角度θ的关系式。
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。
在图中画出使杠杆在水平位置平衡时作用在B点的最小力F的示意图(保留作图痕迹).
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。
后端挑着装满道具的“百宝箱”,前端挑着由活动支架与花布组成的“戏台”,江西省非物质文化遗产传承人肖秋林就这样挑着担子四处游走,表演了40多年“一人一台戏”的布袋木偶戏。如图所示,假设“戏台”重100N,装了道具的“百宝箱”重200N,它们的悬挂点之间距离为l.5m,扁担视作重力不计的硬直棒。
(1)挑起担子时,“百宝箱”被提高了0.6m,这一过程中,需要克服“百宝箱”重力做多少功?
(2)假设肩膀与扁担的接触点为D,当手不对扁担施加力的作用时,要使扁担在水平位置平衡,前端悬挂点A与O点的距离多大?
(3)当前端的“戏台”卸下后,左手在A点施加力,同样能使扁担在水平位置平衡。若肖师傅是在站立时卸下“戏台”,则卸下“戏台”前后:
①扁担对肩膀压力 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
②肖师傅对水平地面的压强如何变化?变化多大?(假设肖师傅的每只脚与地面的接触面积为200cm2)
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?
如图所示是一种起重机的简图,用它把质量为4×103㎏,底面积为1㎡的货物G匀速提起。(取g=10N/㎏)问:
(1)若把货物匀速吊起10m,则起重机对货物做了多少功?
(2)若起重机在此过程中,用了20s的时间,则起重机对货物的拉力的功率多大?
(3)吊起货物时,为使起重机不翻倒,其右边至少要配一个质量为多大的物体?已知OA=10m,OB="5m" (起重机本身重力不计)
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?
如图所示,杠杆MN可能绕O点转动,A、B、C、D是四个供人娱乐的吊环、B环到O点距离为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,用250N竖直向下的力在4s内把儿子拉高了0.5m.求:(g=10N/kg)
(1)父亲做的总功;
(2)父亲做功的功率;
(3)该器材的机械效率.
(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。
小军健身用的拉力器结构如图所示.他用250N的拉力向下拉动拉杆,使200N的配重块在 2s内匀速升高40cm.不计拉杆和绳的重力,g取10N/kg.求:
(1)克服配重的重力所做的功;
(2)拉力做功的功率;
(3)此过程中拉力器的机械效率.
过去农村用的舂米工具是一个杠杆,下图是它的结构示意图。O为固定转轴,在A端连接着石球,脚踏B端可以使石球升高,抬起脚,石球会落下击打稻谷。若石球重50N,要将石球抬起,脚至少用多大竖直向下的力?(摩擦和杠杆自重均忽略不计)
郝强同学对建筑工地上的长臂吊车(如图甲)有些疑惑:不吊物体它能平衡,吊重物也能平衡,重物沿臂移动仍能平衡!后来他通过设计“移动支点式杠杆”模型(如图乙)弄懂了类似问题:密度及粗细都均匀的直棒AB=1.8m,放在一个宽度为40cm的凳子上,当在棒的A端固定一个铅块(忽略大小)m铅=2kg时,棒刚好绕O1点有转动的趋势(AO1=30cm).
(1)求棒的质量m棒;
(2)当在P处挂一重物时(PB=10cm),棒刚好绕O2点有转动的趋势.求重物质量m物及此时棒对O2点的压力F(g取10N/kg);
(3)当悬线带着重物缓慢向A端移动时,可以认为凳面上只有某点E(即新支点)对棒有支持力.回答:随着重物左移,E点将“左移”或“右移”还不“不动”?棒对E点的压力FE是“变大”或“变小”还是“不变”?(不必说明理由)