【題目】杠桿在我國古代早就有了許多巧妙的應(yīng)用，如汲水的桔槔（如圖甲所示）。人們在豎立的架子上支起一根長直桿，直桿的一端用繩子懸掛水桶，另一端用繩子懸掛石塊作為配重。人用力向下拉繩，將桶放入井內(nèi)打水，放手后這桶水在配重的作用下被向上提起。將桔槔的直桿、支架、水桶、配重這個(gè)整體看作一個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)物體的動能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但系統(tǒng)的機(jī)械能總量保持不變，這個(gè)規(guī)律叫機(jī)械能守恒定律。 其中動能用“Ek”表示， ；重力勢能用“Ep”表示， 。 如圖乙所示是桔槔的簡化示意圖，將直桿看作是繞支點(diǎn) O 轉(zhuǎn)動的杠桿，其 A 點(diǎn)懸掛水桶，B 點(diǎn)懸掛配重。若 OA＝2OB，當(dāng)水桶裝滿水時(shí)，水和桶的總質(zhì)量 m=15kg。若不計(jì)杠桿自重、摩擦及空氣阻力，g 取 10N/kg，求：

(1)水和桶受到的總重力；

(2)若杠桿剛好能在水平位置平衡，配重的質(zhì)量；

(3)水桶上升 1m，水和桶的重力勢能增加了多少J；

(4)將配重更換為 40kg 后，用手將杠桿保持在水平位置靜止，松手后杠桿隨即順時(shí)針轉(zhuǎn)動。整個(gè)過程配重未觸地，水未溢出。請計(jì)算當(dāng)配重下降 0.5m 時(shí)，水桶運(yùn)動的速度。

【答案】(1)150N；(2)30kg；(3)150J；(4)2m/s

【解析】

(1) 水和桶受到的總重力為

(2) 根據(jù)杠桿平衡條件可得配重的重力為

配重的質(zhì)量為

(3) 水和桶的重力勢能增加了

(4)配重減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為桶和配重的動能以及桶的重力勢能，所以

由于 OA=2OB，所以

于是

答：(1)水和桶受到的總重力為150N。

(2)若杠桿剛好能在水平位置平衡，配重的質(zhì)量為30kg。

(3)水桶上升 1m，水和桶的重力勢能增加了150J 。

(4)當(dāng)配重下降 0.5m 時(shí)，水桶運(yùn)動的速度為2m/s。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)有下列器材：蓄電池（6V），電流表（0~0.6A，0~3A）、電壓表（0~3V，0~15V）、定值電阻（若干）、開關(guān)、滑動變阻器和導(dǎo)線，利用這些器材探究“電壓不變時(shí)，電流與電阻的關(guān)系”。

次數(shù)

1

2

3

4

5

6

電阻R/Ω

30

25

20

15

10

5

電流I/A

0.1

0.12

0.15

0.2

0.3

0.6

(1)請根據(jù)圖甲所示電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示的實(shí)物連接成完整電路；（導(dǎo)線不允許交叉）

（_____）

(2)正確連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片P，電壓表示數(shù)始終接近電源電壓。造成這一現(xiàn)象的原因可能是______；

(3)排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中多次換用不同阻值的定值電阻，并調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，讀出對應(yīng)于不同阻值的電流表示數(shù)，并記于表格中，由表中數(shù)據(jù)可以分析得出結(jié)論：______；

(4)為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)選取哪種規(guī)格的滑動變阻器：______。

A.50Ω、0.5A B.50Ω、1.0A C.20Ω、0.5A D.20Ω、1.0A

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科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，小燈泡L標(biāo)有“3V1.5W”字樣，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~3V，滑動變阻器的最大阻值為“3Ω1A”，電源電壓為4V（設(shè)燈泡的電阻不隨溫度的變化而改變）。在確保安全的情況下，下列選項(xiàng)正確的是（　�。�

A.電流表的最小示數(shù)為0.16A

B.整個(gè)電路消耗的最大功率為2.4W

C.滑動變阻器連入電路中的最小阻值為2Ω

D.燈泡L正常發(fā)光1min消耗的電能為108J

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科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】學(xué)習(xí)浮力知識后，老師讓同學(xué)測盤某種物質(zhì)的密度，自已選擇測量方法，小明同學(xué)選擇了測量橡皮泥的密度，以下是他的實(shí)驗(yàn)報(bào)告單。

A.先測得空燒杯的質(zhì)量m1

B.然后將橡皮泥捏成碗狀，輕放入盛滿水的溢水杯中，橡皮泥漂浮，用燒杯接住溢出的水

C.再測出燒杯和溢出水的總質(zhì)量m2，如圖

D.將橡皮泥團(tuán)成一團(tuán)放入盛滿水的溢水杯中，用另一相同的空燒杯接住溢出的水

E.測出燒杯和溢出水的總質(zhì)量m3

回答下列問題：

(1)調(diào)節(jié)天平平衡時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針靜止時(shí)指在分度盤中央刻度線右側(cè)，則應(yīng)將右側(cè)平衡螺母向__________調(diào)節(jié)，由圖可知m2=________________g，

(2)橡皮泥密度的表達(dá)式為ρ=______(用m1、m2、m3等物理量的符號表示)。

(3)[拓展]如圖甲所示，某同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，用彈簧測力計(jì)通過細(xì)線拉著正方體物塊緩慢浸人某未知液體中，物塊受到的拉力F與其下表面浸入液體中的深度h之間的關(guān)系如圖乙所示：則物塊剛好浸沒在液體中時(shí)物塊受到的浮力為___________N，其下表面浸入的深度為___________cm。

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科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示電路，電源電壓恒定，閉合開關(guān) S，移動滑動變阻器的滑片至某位置，定值電阻 R0消耗的功率為 P0；再次移動滑片至另一位置，R0消耗的功率為 P0′，此時(shí)電壓表 的示數(shù)為 2V。若前后兩次滑動變阻器消耗的功率相同，且 P0∶P0′=1∶9，則電源電壓 U＝_______V。

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科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】某新型混合動力汽車啟動時(shí)，內(nèi)燃機(jī)不工作，蓄電池向車輪輸送能量；當(dāng)需要高速行駛或蓄電池電能過低時(shí)，內(nèi)燃機(jī)啟動，既可以向車輪輸送能量，又可以給蓄電池充電。車速與所受阻力的關(guān)系如圖所示。在某次測試中由內(nèi)燃機(jī)提供能量，汽車以50km/h的速度勻速行駛了0.5h，同時(shí)蓄電池的電能增加了4.4×107J，求：

(1)汽車行駛的距離；

(2)汽車牽引力做的功；

(3)若所用燃料的熱值為4.5×l07J/kg，測試過程中消耗8kg燃料（假設(shè)燃料完全燃燒），則內(nèi)燃機(jī)的效率。

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科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)小物體以初速度v0沖上某一粗糙斜面，最后停在斜面上，忽略空氣作用，對該過程的描述正確的是

A. 物體最后停了下來，說明運(yùn)動需要力來維持

B. 物體受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力三個(gè)力的作用

C. 物體受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、向上的沖力四個(gè)力的作用

D. 物體受到斜面的支持力和物體對斜面的壓力是一對平衡力

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科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】小明在學(xué)習(xí)了浮力的有關(guān)知識后，他利用一個(gè)物塊、彈簧測力計(jì)、水、鹽水和細(xì)線，做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。已知d燒杯內(nèi)是鹽水：

(1)小明之所以得出：“物體在密度大的液體中受的浮力大”，是因?yàn)樗蛔隽巳鐖D所示哪幾步實(shí)驗(yàn)：_____；

(2)通過分析比較________幾步實(shí)驗(yàn)，可以驗(yàn)證“物體在密度大的液體中受的浮力不一定大”，且b燒杯內(nèi)液體一定是______；

(3)從上述實(shí)驗(yàn)可知，___________（實(shí)驗(yàn)研究方法）在物理探究時(shí)，對得出科學(xué)結(jié)論非常重要。

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科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】某工人用如圖甲所示的滑輪組運(yùn)送建材上樓，滑輪組的機(jī)械效率隨建材重力變化的圖像如圖乙所示，鋼繩和滑輪的摩擦力及繩重忽略不計(jì)，g取10Nkg：

(1)若某次運(yùn)送建材的質(zhì)量為40kg，則建材的重力是多少？

(2)假如工人在1min內(nèi)將建材勻速豎直向上提升了9m，作用在鋼繩上的拉力為200N，求拉力的功率多少？

(3)當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為70% 時(shí)，所運(yùn)建材的重力是多大？

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