物理

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如图所示为某磅秤的结构示意图，物体W放在平台上，物体以及平台的重量由刀口A和E分担，并通过由DF、FC、BG、GO、OQ等轻质硬杆组成的杠杆组（自重不计）的作用由Q处悬挂的砝码表示出来．该秤的结构装置中B和D也为刀口，O、G、C、F处为光滑铰链，P为OQ杆的固定转动轴，P、D同在一竖直线上，Q、C、F同在另一竖直线上．已知：AB=L₁，BC=L₂，DE=L₃，DF=L₄，OP=L₅．若物体W放在平台上的某一位置时，刀口A和E的受力相等，此时砝码的质量为m，Γ型平台的质量为M，则物体W的质量为

；若物体W不论放在平台上什么位置，秤的示数不变，则L₁、L₂、L₃、L₄之间应有的关系为

L₁L₄=L₂L₃

L₁L₄=L₂L₃

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某同学在做单臂俯卧撑运动，如图所示．他的重心在A点，所受重力为520N，他将身体撑起处于平衡状态时，地面对手的支持力为

N．若他1min内完成30个俯卧撑，每次重心上升的高度是0.2m，则他做俯卧撑的功率是

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有四条完全相同的刚性长条薄片A_iB_i（i=1，2，3，4），其两端下方各有一个小突起，薄片及突起的重力均不计．现将四薄片架在一只水平的碗口上，使每条薄片一端的小突起B_i搭在碗口上，另一小突起A_i位于其下方薄片的正中，由正上方俯视如图所示．现将一个质量为m千克的小物体放在薄片A₄B₄上的一点，这一点与A₃、A₄的距离相等，则薄片A₄B₄中点受A₃的压力是

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（2012·随州）如图所示，有一粗细均匀，重为40N，长为4m的长木板AB，置于支架上，支点为0，且AO=1m，长木板的右端B用绳子系住，绳子另一端固定在C处，当长木板AB水平时，绳与水平成30°的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N．一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下，从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动，求：
①滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小
②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率
③滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平．

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（2012·广西）如图，合金块重为6N，密度为8×10³kg/m³，杠杆OA能绕着O点转动，OA=60cm，OB=20cm．不考虑测力计的重，g=10N/kg．问：
（1）如图1，用杠杆把合金块匀速提升0.2m，提升时测力计的实际示数为2.25N，杠杆的机械效率是多少？
（2）在不计杠杆自重和摩擦的情况下，如果把合金块浸没在水中（如图2），杠杆静止时弹簧测力计的示数是多少？

（2010·佛山）小娟同学根据佛山正在创建的高新材料产业园需要，设计了一个通过强大压力改变材料内部结构和强度的实验装置．

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实验原理如图所示，左边圆柱形容器内液体直径和小活塞直径均为D₁，右边大圆柱容器内液体直经和大活塞直径均为D₂．
（1）图中ABC是

杠杆，当A点受到向下的力作用时阀门1和阀门2的开闭情况如图所示．当A点受到向上的力作用时，阀门2处在

（填“闭合”或“打开”）状态．
（2）小活塞产生向下的作用力为F₁，若两活塞下端受到液体的压强相等，则作用在大活塞上的力F₂大小为多少？
（3）假设作用在杠杆左端A点向下的平均作用力为F，杠杆左端A点下降距离为H，作用在实验材料E点向上的作用力为F₃，小活塞下降距离为h₁，若大小活塞和液体传动过程中的能量损失不能忽略，试求此实验装置的机械效率．如何通过改变实验装置才能使实验材料上获得更大的作用力（至少写出两种方法）．

（2008·泰安）（1）小刚在“自制测力计”的实践活动中，想知道橡皮筋伸长与所受拉力的关系，于是他取了原长l₀=5cm的一条橡皮筋做实验，记录数据如下表所示．

实验次数	拉力F/N	橡皮筋长度l/cm	橡皮筋伸长（l-l0）/cm
0	0	5.0	0
1	0.1	5.5	0.5
2	0.2	6.0	1.0
3	0.3	6.5	1.5
4	0.4	7.0	2.0
5	0.5	7.5	2.5

请你分析表中数据并填空：
F₂：F_l=2：1，（l₂-l₀）：（l₁-l₀）=2：1；
F₃：F_l=3：1，（l₃-l₀）：（l₁-l₀）=3：1；
F₄：F_l=4：1，（l₄-l₀）：（l₁-l₀）=

；
F₄：F₂=

，（l₄-l₀）：（l₂-l₀）=2：1；
F₅：F₄=5：4，（l₅-l₀）：（l₄-l₀）=

．
由此可得出结论：在一定范围内，橡皮筋两次的伸长之比

（选填“等于”或“不等于”）橡皮筋两次所受拉力之比．
（2）小刚在假期一次野外学习考察中，在湖边发现了一小块矿石，他身边带有以下器材：刻度尺、橡皮筋、细线、饮水杯、标有20g的一块糖果，请你帮助他利用身边的器材设计实验，测量小矿石的质量．写出实验步骤，并用字母表示测量出的物理量．
实验步骤：

步骤1：测出橡皮筋原长l₀
步骤2：用细线系住糖果，拴在橡皮筋上竖直静止，测出橡皮筋此时的长度l₁
步骤3：用细线系住小矿石，拴在橡皮筋上竖直静止，测出橡皮筋此时的长度l₂

步骤1：测出橡皮筋原长l₀
步骤2：用细线系住糖果，拴在橡皮筋上竖直静止，测出橡皮筋此时的长度l₁
步骤3：用细线系住小矿石，拴在橡皮筋上竖直静止，测出橡皮筋此时的长度l₂

．
用已知量和测量出的物理量表示出小矿石的质量m=

．
（3）他想测量小矿石的密度，请你帮助他利用身边的器材进一步设计实验，并用字母表示出实验步骤中要测量出的物理量．
实验步骤：

步骤1：测出橡皮筋原长l₀；
步骤2：用细线系住小矿石，拴在橡皮筋上竖直静止，测出橡皮筋此时的长度l₂；
步骤3：将小矿石块系在橡皮筋上，竖直没入水中静止，测出橡皮筋此时的长度l₃；

步骤1：测出橡皮筋原长l₀；
步骤2：用细线系住小矿石，拴在橡皮筋上竖直静止，测出橡皮筋此时的长度l₂；
步骤3：将小矿石块系在橡皮筋上，竖直没入水中静止，测出橡皮筋此时的长度l₃；

．
用已知量和测量出的物理量表示出小矿石的密度ρ=

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（2005·济宁）小明在学校参加植树活动时，使用如图所示的钢丝钳，剪铁丝固定小树苗．
（1）他使用的钳子是省力杠杆还是费力杠杆？
（2）在图中画出动力F₁的力臂L₁和作用在这根杠杆上的阻力F₂．
（3）剪铁丝时动力臂长为10cm，阻力臂长为2cm，若铁丝被剪断需要1000N的力，小明至少用多大的力才能将铁丝剪断？

（2013·武昌区模拟）道闸又称栏杆机，应用于各类停车场、封闭式管理小区出入口等场所．图甲所示的是某停车场安装的道闸结构示意图．栏杆通过固定装置安装在箱体，能绕固定轴O转动90°，箱体固定在地面上．弹簧可以使栏杆在水平位置和竖直位置间转动．其连接钢丝一端固定在箱体底面，另一端固定在栏杆上的A点，使用时弹簧保持竖直．弹簧自重和钢丝重忽略不计，栏杆在水平位置平衡时弹簧的长度为l₁=80cm，OA=20cm，OB=1.2m．后来工作人员在栏杆的重心位置上安装了5N重的警示牌，需要调节连接钢丝长度，改变弹簧的拉力，使栏杆仍然在水平位置平衡．栏杆与固定装置总重为G_栏杆，重心在B点．若弹簧的长度l与受到拉力F_拉的关系图象如图乙所示．求：
（1）栏杆和固定装置总重G_栏杆；
（2）第二次弹簧的长度比第一次伸长了多少？

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（2012·北京一模）如图为一水箱自动进水装置．其中水箱高h为3m，杆AB能绕O点在竖直平面转动，OA=2OB，且O点距箱底1m．C处为进水管阀门，阀门厚度不计，进水管口横截面积为2cm²．BC为一直杆，A点以一细绳与浮体D相连，浮体D是一个密度为0.4×10³kg/m³的圆柱体，高为0.5m，细绳长为1m．细绳、杆、阀的重力不计，AB杆水平时正好能堵住进水管．当进水管中水的压强为P₁时，水箱深度为2.4m．设进水管中水的最大压强为P₂，且P₁：P₂=11：15．现在进水管中水的压强为P₃，P₃=3.3×10⁴Pa，且P₃＜P₁．求水箱中水的深度为多少时，进水管停止进水．（g取10N/kg）

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