17.如圖所示,是某校物理興趣活動小組設(shè)計的一個健身器材,它由一個質(zhì)量為m1、長為2L的木棒和一個質(zhì)量為m2、半徑為R的球體組成.同學(xué)們在活動中利用杠桿平衡條件找出了該器材的重心O.設(shè)重心O到A點(diǎn)的距離為L0,請推導(dǎo)并寫出L與已知量的關(guān)系式,并在圖中作出涉及的力和力臂.

分析 根據(jù)題意可知,可將這一器材看作是杠桿,則可設(shè)出杠桿支點(diǎn)的位置,然后找出兩側(cè)的作用力,利用杠桿的平衡條件可進(jìn)行相關(guān)解答,并同時畫出相應(yīng)的力臂.

解答 解:由對稱性可知重心O必在該器材的中軸上.則設(shè)出支點(diǎn),力臂為支點(diǎn)到兩側(cè)重力作用線的垂直距離,如圖所示:

如在O點(diǎn)支起該物體,物體應(yīng)能在水平位置平衡.則:
木棒部分重力的力臂L1=L0-L,球體部分重力的力臂為L2=2L-L0+R,
根據(jù)杠桿平衡條件:F1L1=F2L2得,m1g(L0-L)=m2g(2L-L0+R),
解方程得:L0=$\frac{2{m}_{2}L+{m}_{1}L+{m}_{2}R}{{m}_{1}+{m}_{2}}$.

點(diǎn)評 把器材看作杠桿,靈活運(yùn)用杠桿的平衡條件進(jìn)行分析解答,是本題的關(guān)鍵,有一定的難度.

練習(xí)冊系列答案
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1.下列說法正確的是( 。
A.物體的溫度升高時內(nèi)能增加
B.物體的溫度越高,含有的熱量越多
C.一塊0℃的冰熔化成0℃的水,內(nèi)能不變
D.燃料的熱值越大,燃燒時放出的熱量越多

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8.在下列數(shù)據(jù)后填上合適的單位:
(1)小強(qiáng)的身高為17.2dm.
(2)教室的長度8.50m.
(3)乒乓球的直徑為4.0cm.
(4)一根頭發(fā)的直徑約70μm.

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5.如圖所示,在自由端拉力F的作用下,重為1600N的物體以0.1m/s的速度勻速上升,若滑輪組的機(jī)械效率為80%,則拉力F的功率為200W.

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12.以下關(guān)于電路知識的說法,正確的是( 。
A.兩電阻并聯(lián),通過兩電阻的電流分別為I1和I2,則干路電流I=$\frac{{I}_{1}{I}_{2}}{{I}_{1}+{I}_{2}}$
B.兩電阻R1和R2串聯(lián),各電阻兩端的電壓分別為U1和U2,則$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{2}}{{R}_{1}}$
C.電動機(jī)兩端電壓為U,電流為I,則電動機(jī)的輸入功率P=UI
D.電動機(jī)兩端電壓為U,線圈內(nèi)電阻為r,則電動機(jī)的發(fā)熱功率P=$\frac{{U}^{2}}{r}$

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2.在圖中作出光線經(jīng)過凸透鏡和凹透鏡的折射光線.

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9.滑冰運(yùn)動員用力推冰場周圍的扶欄時,扶欄未動,而他卻遠(yuǎn)離扶欄而去;運(yùn)動員離開扶欄后,并沒有再用力蹬冰面,但仍能滑很遠(yuǎn),要解釋這些現(xiàn)象,可利用下列知識.能解釋這些現(xiàn)象的有( 。
A.物體間力的作用是相互的B.力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因
C.一切物體都有慣性D.以上三項知識都用到了

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6.小華放學(xué)后乘公共汽車回家.坐在行駛的公共汽車上,以公共汽車為參照物,小華是靜止的;以路旁的樹木為參照物,小華是運(yùn)動的.

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7.一臺汽油機(jī)工作時,排出的廢氣帶走的能量占總能量的35%,氣缸向周圍散熱損失的能量占總能量的30%,克服機(jī)械運(yùn)行的摩擦損失的能量占總能量的5%,其他能量損耗不計.求:
(1)這臺汽油機(jī)的效率是多少?
(2)如果每分鐘需做有用功3×103J,這臺汽油機(jī)每分鐘至少需要消耗汽油多少千克?[汽油的熱值是4.6×107J/kg].

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