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如图 合金块重为6N 密度为8×103kg/m3 杠杆OA能绕着O点转动 OA=60cm OB=20cm.不

时间:2021-05-14 19:40:42

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如图 合金块重为6N 密度为8×103kg/m3 杠杆OA能绕着O点转动 OA=60cm OB=20cm.不

问题补充:

如图,合金块重为6N,密度为8×103kg/m3,杠杆OA能绕着O点转动,OA=60cm,OB=20cm.不考虑测力计的重,g=10N/kg.问:

(1)如图1,用杠杆把合金块匀速提升0.2m,提升时测力计的实际示数为2.25N,杠杆的机械效率是多少?

(2)在不计杠杆自重和摩擦的情况下,如果把合金块浸没在水中(如图2),杠杆静止时弹簧测力计的示数是多少?

答案:

解:

(1)由题知,OA=60cm,OB=20cm,用杠杆把合金块匀速提升h=0.2m,拉力端移动的距离s=3h=3×0.2m=0.6m,

W有用=Gh=6N×0.2m=1.2J,

W总=Fs=2.25N×0.6m=1.35J,

η=×100%=≈88.9%;

(2)∵ρ=,

∴合金块的体积:

V=====7.5×10-3m3,

F浮=ρ水V排g=ρ水Vg=1×103kg/m3×7.5×10-3m3×10N/kg=0.75N,

杠杆受到的拉力:

FB=G-F浮=6N-0.75N=5.25N,

∵FALOA=FBLOB,

即:FA×60cm=5.25N×20cm,

∴FA=1.75N.

答:(1)杠杆的机械效率是88.9%;

(2)杠杆静止时弹簧测力计的示数是1.75N.

解析分析:(1)由题知OA和OB大小、合金块上升高度,求出拉力端移动的距离,知道拉力大小和利用W=Fs求拉力做的总功;利用W=Gh求有用功;再利用效率公式求杠杆的机械效率.(1)由题知OA和OB大小、合金块上升高度,求出拉力端移动的距离,知道拉力大小和利用W=Fs求拉力做的总功;利用W=Gh求有用功;再利用效率公式求杠杆的机械效率.

(2)知道合金块重力,利用G=mg和ρ=计算合金块的体积(浸没水中排开水的体积),利用阿基米德原理求合金块受到的浮力,进而求出杠杆B点受到的拉力,知道力臂关系,再利用杠杆平衡条件求杠杆静止时弹簧测力计的示数.

点评:本题为力学综合题,考查了学生对机械效率公式、重力公式、密度公式、阿基米德原理、杠杆平衡条件的掌握和运用,知识点多、综合性强,属于难题,要求灵活运用所学知识!

如图 合金块重为6N 密度为8×103kg/m3 杠杆OA能绕着O点转动 OA=60cm OB=20cm.不考虑测力计的重 g=10N/kg.问:(1)如图1 用杠杆

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