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5.如圖所示,一輕質(zhì)均勻杠桿AB,O為支點,OA=OB=4m,A端用一不可伸長的細線系于地面,C點位于OB的中點,邊長為0.1m的實心正方體物塊M用一不可伸長的細線系于C點,此時AB靜止于水平位置,C點的細線拉力恰為零,M對地面壓強為3×103Pa.(兩端細線質(zhì)量忽略,g取10N/kg)求:
(1)物塊M的質(zhì)量;
(2)將一個重為40N的鐵塊P放在C點正上方,并用力F水平向左推動,使P沿OA向左做勻速直線運動,連接物塊M的細線能承受的最大拉力為25N.求:
①鐵塊P向左運動過程中,物塊M對地面的最小壓強;
②若鐵塊P受到的摩擦力為其重力的0.1倍,在從C點開始向左勻速運動的過程中,推力F最多做的功.

分析 (1)已知物塊M的邊長,可求受力面積,又知物塊M的對地面壓強,利用p=FS計算物塊M的對地面的壓力,物塊M的對地面的壓力等于其重力,利用G=mg求解其質(zhì)量;
(2)①利用力的平衡求出當(dāng)細線最大拉力為25N時,物塊M受到地面的支持力,然后利用相互作用力求出此時物塊M對地面的壓力,再利用p=FS計算物塊M的對地面的最小壓強;
②根據(jù)杠桿平衡條件求出OP的長,進而可求得推動鐵塊P走的距離,根據(jù)摩擦力與重力的關(guān)系、二力平衡得出推力大小,利用W=Fs求解推力F最多做的功.

解答 解:(1)根據(jù)p=FS可得物塊M的對地面的壓力:
F=pS=3×103Pa×(0.1m)2=30N,
根據(jù)題意可得物塊M的重力G=F=30N,
物塊M的質(zhì)量:
m=Gg=30N10N/kg=3kg;
(2)①當(dāng)細線最大拉力為25N時,物塊M受到地面的支持力F=G-F=30N-25N=5N,
物塊M對地面的壓力F與地面對它的支持力F是一對相互作用力,大小相等,即F=F=5N,
所以,此時的最小壓強:
p=FS=5N0.1m×0.1m=500Pa;
②根據(jù)杠桿平衡條件可得:FOC=GOP,
則OP=FOCG=25N×2m40N=1.25m,
所以,推動鐵塊P走的距離s=OC+OP=2m+1.25m=3.25m,
鐵塊P在從C點開始向左勻速運動的過程中,推力與摩擦力是一對平衡力,F(xiàn)=f=0.1G=0.1×40N=4N,
推力做功:
W=Fs=4N×3.25m=13J.
答:(1)物塊M的質(zhì)量為3kg;
(2)①鐵塊P向左運動過程中,物塊M對地面的最小壓強為500Pa;
②若鐵塊P受到的摩擦力為其重力的0.1倍,在從C點開始向左勻速運動的過程中,推力F最多做的功為13J.

點評 此題考查重力、壓強和功的計算,涉及到杠桿平衡條件的應(yīng)用、力的合成、力的平衡、相互作用力等知識點,是一道力學(xué)綜合題,關(guān)鍵是各種公式的靈活運用,有一定的拔高難度.

練習(xí)冊系列答案
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13.如圖所示,質(zhì)量為100g、底面積為50cm2的圓柱形杯內(nèi)的水對杯底的壓強為600Pa,則杯內(nèi)水的高度為多少厘米?杯內(nèi)水的質(zhì)量為多少千克?杯子對桌面的壓強為多少帕?

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16.如圖所示,用電流表測電路中電流的實驗,圖中電流表測量的是乙電阻(選填“甲電阻”、“乙電阻”或“干路”)的電流,測得電流的值是0.9安.

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13.下列關(guān)于壓力和壓強的說法不正確的是(  )
A.坦克的履帶比較寬是為了減小壓力
B.攔河壩上窄下寬,是因為液態(tài)內(nèi)部壓強隨深度的增加而增大
C.在高原地區(qū)用普遍鍋燒水,水的沸點低于100℃
D.飛機的機翼獲得升力,是由于流體流速越大的地方壓強越小

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20.如圖所示,一束陽光從空氣斜射向水面,恰好照射在水底的石塊A點,入射光線及法線已畫出,請大致畫出折射光線并標出A點,隨著夕陽的西下,折射光線照射在水底的A點的右側(cè)(選填“左側(cè)”、“右側(cè)”或“不變”),我們看到的“石塊”是由于光的折射形成的虛像,比石塊的實際位置偏高.

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10.(1)如圖甲所示,物體A從斜面上勻速滑下,畫出物體A所受力的示意圖.
(2)如圖乙所示,A0表示從空氣斜射向玻璃磚上表面的一束光,請大致畫出這束光在玻璃磚中的折射光線.

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17.2015年舟山市在中考體育測試項目中,抽中跳繩作為考試科目,1分鐘跳滿180次為滿分.某班的“小胖墩”夏雨同學(xué)身高170厘米,體重已達800牛.想要獲得滿分的成績,要比別人付出更大的努力.
(1)如果夏雨同學(xué)每次跳起的高度為5cm,想要獲得滿分的成績,需克服自己的體重做功多少焦?
(2)假如夏雨同學(xué)克服自己的體重做功而消耗的能量的50%由脂肪提供,1次滿分跳繩在理論上可以幫助夏雨同學(xué)消耗0.2克脂肪.(每克脂肪提供的能量是1.8×104J)

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

14.將電阻R1=3Ω的導(dǎo)體與電阻為R2的導(dǎo)體串聯(lián)后總電阻為9Ω,則R1與R2并聯(lián)后總電阻是(  )
A.B.C.D.

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15.在“探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”時,同學(xué)們提出了下列猜想:
A.與接觸面所受的壓力大小有關(guān);   B.與接觸面的粗糙程度有關(guān);
C.與接觸面的面積大小有關(guān);       D.與物體運動的速度大小有關(guān).
為了驗證以上猜想,小明的實驗小組設(shè)計了如圖所示的實驗:

(1)為了測量滑動摩擦力的大小,必須使木塊在水平木板上做勻速直線運動.
(2)在探究滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力大小有關(guān)時,應(yīng)該控制接觸面粗糙程度和接觸面的面積大小、物體運動速度等不變,故此應(yīng)選擇圖中的甲和乙.
(3)如果實驗小組得到的實驗數(shù)據(jù)如表所示,則表中數(shù)據(jù)可以驗證猜想B(填序號),可以得到的結(jié)論是其它條件相同時,滑動摩擦力大小跟物體的運動速度大小無關(guān).
實驗次數(shù)木塊運動快慢彈簧測力計示數(shù)(N)
1較快1.8
21.8
3較慢1.8

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