2014版實驗活動練習冊九年級科學上冊華師大版
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1. 如圖所示,甲物重$5N$,乙物重$3N$,甲、乙均保持靜止狀態,不計彈簧測力計自重。則甲對地面的壓力大小和彈簧測力計的示數分別是( )。
A. $0$,$3N$
B. $0$,$5N$
C. $2N$,$5N$
D. $2N$,$3N$
答案:1. 首先分析彈簧測力計的示數:彈簧測力計受到乙物向右的拉力,因為乙物重$G_{乙}=3N$,且乙物靜止,根據二力平衡,彈簧測力計對乙物的拉力$F = G_{乙}=3N$。又因為彈簧測力計的示數等于彈簧測力計受到的拉力,所以彈簧測力計示數為$3N$。2. 然后分析甲對地面的壓力:對甲物進行受力分析,甲物受到重力$G_{甲}=5N$、彈簧測力計對甲物向上的拉力$F'=F = 3N$(相互作用力,大小相等)和地面對甲物的支持力$F_{支}$。由于甲物靜止,根據力的平衡條件$G_{甲}=F'+F_{支}$。則地面對甲物的支持力$F_{支}=G_{甲}-F'=5N - 3N=2N$。根據力的作用是相互的,甲對地面的壓力$F_{壓}=F_{支}=2N$。所以甲對地面的壓力大小是$2N$,彈簧測力計的示數是$3N$,答案是D。
2. 如圖所示,使用定滑輪提升重物,若不計摩擦,當分別在$A$方向、$B$方向和$C$方向拉重物時( )。
A. $A$方向拉力最小
B. $B$方向拉力最小
C. $C$方向拉力最小
D. 三個方向拉力一樣大
(第 2 題圖)
答案:解:定滑輪的實質是等臂杠桿,其支點為滑輪的中心。根據杠桿平衡條件$F_1L_1 = F_2L_2$,對于定滑輪,阻力為物體重力$G$,阻力臂為定滑輪半徑$r$。
當在$A$、$B$、$C$三個方向拉重物時,動力臂都等于定滑輪的半徑$r$。
即$F_A× r = G× r$,$F_B× r = G× r$,$F_C× r = G× r$,所以$F_A = F_B = F_C = G$。
答案:D。
3. 下列關于定滑輪的說法中,正確的是(
C
)。
A. 定滑輪就是邊緣有凹槽,整體固定不動的輪子
B. 定滑輪在生活中應用很廣泛,因為它能省力
C. 使用定滑輪不能省力,但是能改變力的方向
D. 以上說法都不正確
答案:C
4. 如圖所示,定滑輪兩側繩端分別掛有實心鐵塊和銅塊,并且保持靜止不動,現將它們同時浸沒在水中,則( )。
A. 它們仍然保持靜止
B. 銅塊下降,鐵塊上升
C. 銅塊上升,鐵塊下降
D. 無法判定
(第 4 題圖)
答案:本題可先根據定滑輪的特點得出鐵塊和銅塊的重力關系,再分析它們浸沒在水中時受到的浮力大小關系,最后比較兩邊力與力臂的乘積,從而判斷定滑輪的轉動情況。
步驟一:分析定滑輪靜止時鐵塊和銅塊的重力關系
定滑輪不省力,定滑輪兩側繩端分別掛有實心鐵塊和銅塊,并且保持靜止不動,根據定滑輪的特點可知,此時$G_{鐵}L = G_{銅}L$($L$為定滑輪的半徑,即力臂),所以$G_{鐵}= G_{銅}$。
根據$G = mg=\rho Vg$($\rho$為物質密度,$V$為物體體積,$g$為重力加速度),因為$\rho_{鐵}<\rho_{銅}$,$G_{鐵}= G_{銅}$,$g$為定值,所以由$V=\frac{G}{\rho g}$可知$V_{鐵}>V_{銅}$。
步驟二:分析鐵塊和銅塊浸沒在水中時受到的浮力大小關系
根據阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$($\rho_{液}$為液體密度,$V_{排}$為排開液體的體積),當它們同時浸沒在水中時,$\rho_{液}$(水的密度)和$g$相同,因為$V_{鐵}>V_{銅}$,所以$F_{浮鐵}>F_{浮銅}$。
步驟三:比較兩邊力與力臂的乘積
左邊:$(G_{銅}-F_{浮銅})L$;右邊:$(G_{鐵}-F_{浮鐵})L$。
因為$G_{鐵}= G_{銅}$,$F_{浮鐵}>F_{浮銅}$,所以$(G_{銅}-F_{浮銅})L>(G_{鐵}-F_{浮鐵})L$,即銅塊一側力與力臂的乘積大于鐵塊一側力與力臂的乘積。
因此,銅塊下降,鐵塊上升,答案選$\boldsymbol{B}$。
5. 下列關于旗桿頂上的滑輪作用的敘述中,正確的是( )。
A. 省力,可改變力的作用方向
B. 省距離,可改變力的作用方向
C. 不能省力,可改變力的作用方向
D. 以上說法都正確