【题目】不计自重的钓鱼杆ABCD,在钓鱼时杆的前段CD部分自然弯曲,杆的后部ABC部分保持直线状态(情景如图甲).物理模型分析图如图乙,一个金属鱼模型(重力FG=20N)系在钓鱼线DE的下端,当模型鱼浸没在水中静止时钓线的拉力FD=18N,此时杆ABC部分与水平面成30°角,钓鱼者一手握在B点,一手握在A端,A端到竖直钓线的距离AP=3.75m,钓鱼者对A端施加竖直向下的力记作FA , 已知AB= m.
(1)求金属鱼模型所受到的浮力:
(2)将钓鱼杆ABCD当作杠杆研究,若以B点为支点,画出动力臂BA′(l1)和阻力臂BP′(l2),计算出FA的大小;
(3)若以A端为支点研究杠杆ABCD,判断人手对B点的“拉抬力”FB与钓线的拉力FD的大小关系并说明理由.
【答案】
(1)解:金属鱼模型受三个力的作用保持平衡,
根据力的平衡条件可得:F浮+FD=FG,
所以,金属鱼模型所受到的浮力:F浮=FG﹣FD=20N﹣18N=2N
答:金属鱼模型所受到的浮力为2N
(2)解:过支点B,分别向动力和阻力的作用作垂线段,垂线段的长即为动力臂和阻力臂,如图所示:
杆ABC部分与水平面成30°角,即∠BAP=30°,
则∠ABA′=∠BAP=30°,
△ABA′为直角三角形,AB= m,
所以,AA′= AB=
×
=
m,
由勾股定理得:BA′= =
=0.75m,
由上图可知BA′+BP′=AP,
所以BP′=AP﹣BA′=3.75m﹣0.75m=3m,
根据杠杆平衡条件可得FABA′=FDBP′,
即:FA×0.75m=18N×3m,
解得FA=72N
答:动力臂BA′(l1)和阻力BP′(l2)见解答图;FA的大小为72N
(3)解:以A为支点,动力作用在B处,
由杠杆平衡条件可得FBLB=FDAP,
B处的最大动力臂为AB,则AP>LB,
所以,FB>FD
答:若以A端为支点研究杠杆ABCD,人手对B点的“拉抬力”FB大于钓线的拉力FD;理由见解答
【解析】(1)求金属鱼模型所受到的浮力:(2)力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点.②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线.③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂. 根据相关数学知识求出动力臂和阻力臂的长,然后利用杠杆平衡条件求解FA的大小;(3)若以A端为支点研究杠杆ABCD,找出动力臂和阻力臂,然后根据杠杆平衡条件判断人手对B点的“拉抬力”FB与钓线的拉力FD的大小关系.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用杠杆的平衡条件和浮力大小的计算的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握杠杆平衡:杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时,称为杠杆平衡.杠杆平衡是力和力臂乘积的平衡,而不是力的平衡.杠杆平衡的条件:动力 ×动力臂 = 阻力 ×阻力臂即:F1 L1 = F2 L2可变形为 :F1 / F2 = L1 / L2;浮力的公式为:F浮= G排 =ρ液gv排.
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【题目】如图甲所示,电源电压恒定不变,滑动变阻器R1的最大阻值是40Ω,小灯泡的额定电压为6V,它的电流随电压变化的图象如图乙所示.
(1)当只闭合开关S1时,将滑动变阻器R1的滑片调到中点,此时小灯泡恰好正常发光.求电源电压和小灯泡的额定功率;
(2)当只闭合开关S2时,此时电流表的示数为0.4A,求电阻R2的阻值,小灯泡的实际功率;
(3)当只闭合开关S2时,通电1min,求电流通过电阻R2产生的热量.
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【题目】下列说法错误的是( )
A.频率不同的电磁波在真空中的传播速度相同B.激光在光导纤维内多次反射将信息传到远方
C.太阳内部不断的发生核聚变,释放巨大的核能D.太阳能、核能、风能都是可再生的一次能源
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【题目】下列说法正确的是( )
A.如果一个带电体与另一物体互相吸引,那么它们一定带异种电荷
B.化纤衣服穿在身上特别易吸附灰尘属于摩擦起电现象
C.摩擦起电说明电子和正电荷同时按相反的方向转移
D.摩擦起电现象说明通过做功可以创造出电荷
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【题目】星期天,小东随爸爸、妈妈乘坐“和谐”号动车组到门源旅游.小东一家人在站台候车时须站在安全线以为的区域,否则,当动车高速驶过时,周围空气流速增大,压强 ,存在安全隐患.上午08时15分动车组由西宁准时发车,运行45min到达门源,西宁到门源铁路线长 km.(动车平均速度为130km/h)
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【题目】一个箱子重为100 N,放在水平面上,受6 N的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力为________N。当水平推力增大到10 N时,箱子恰好做匀速直线运动。当水平推力增大到20 N时,箱子受到的摩擦力为_________N。
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【题目】中国核电成功打造又一张国家名片,核反应堆是通过可控______选填“裂变”或“聚变”)反应释放核能的设备。 在核反应后,使蒸汽发生器里的水受热变成水蒸气,推动涡轮机旋转,带动发电机发电;从涡轮机出来的水蒸气,通过凝汽室到冷却塔_____(填物态变化名称)成水,再回到蒸汽室里吸热变成水蒸气。
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【题目】如图所示,放在M、N两水平桌面上的P、Q两物体,分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,可以确定( )
A. 桌面M一定比桌面N粗糙
B. P的速度一定大于Q的速度
C. P的质量一定大于Q的质量
D. P受到的摩擦力一定大于Q受到的摩擦力
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