1、第九章機械與人三、（15分）（1995年全國復賽）圖（用畫的是一個指甲刀。.這個指甲刀是由哪幾個杠桿組成的？.李揚將指甲刀按圖（a）和圖（b）兩種方法組裝,請按各杠桿的工作狀態(tài)分析說明哪種組裝方法是正確的。答案：1.指甲刀由三個杠桿組成，分別是ABC、DBE和DFE.（a）的組裝方法正確。由于兩種用法中杠桿ABC的工作狀態(tài)相同，杠桿DFE的工作狀態(tài)也相同；而杠桿DBE的動力臂是BE,用法（a）與用法（b）相比，B點距E點較遠，動力臂大；兩種用法中阻力臂DE的大小相同，所以用法（a）中杠桿DBE比較省力。六、（10分）（1995年全國復賽）電氣化鐵路在和公路交叉時，輸電線常用圖示的方式懸掛在鋼纜

2、上。鋼纜的A端固定在電稈上，B端通過滑輪組聯(lián)結(jié)在電桿C上。電車通過拾電器向上托起輸電線，從而獲得驅(qū)動電車的能量。.配重D是N個混凝土圓盤，每個盤的質(zhì)量是m。c&n直流電源領(lǐng)定電壓甚Q領(lǐng)定電嬴A按圖示的配置，鋼纜AB所受的拉力F大約是多少？-0.如果只考慮B端的牢固性。本來可以把它直接固定在電桿C上，也可以用一個很硬的大彈簧來聯(lián)結(jié)B和C。實際上卻用滑輪組來聯(lián)結(jié)，這樣做的優(yōu)點是什么？答案：1.以動滑輪為研究對象，可求鋼纜AB所受的拉力F=3Nmg.機車運行時，拾電器會把輸電線向上托起。如果使用兩端固定的鋼纜，懸線會因此松弛，輸電線將左右搖擺，有可能脫離拾電器而造成事故。使用滑輪組可以保證輸電線高度

3、變化時，鋼絲始終保持緊張狀態(tài)。如果用彈簧代替滑輪組，情況好于兩端固定的鋼纜，但鋼纜的緊張程度仍隨彈簧長度有較大的變化,A au而且不易確定鋼纜的最佳長度。（1997年全國復賽）如圖所示，吊籃的重力為400牛，動滑輪重力為50牛，定滑輪重力為40牛，人的重力為600牛，人在吊籃里拉著繩子不動時需用力：CA.218牛B.220牛C.210牛D.236牛14.（1997年全國復賽）如圖所示，天平平衡后將天平制動，再把一實心物體A放入左盤盛滿水的溢杯中（溢出的水將落在盤外的杯中），待物塊在水中穩(wěn)定后，再松開制動觀察天平，若物塊A的密度大于水的密度，則天平將會,若物塊A的密度小于水的密度，則天平將會。答

4、案：失去平衡，左盤下降，保持平衡。、（7分）（1998年全國復賽）小華用一根長6米、半徑7.5厘米的均勻粗木棒為爸爸一,，一，一，一，一1.設(shè)計了一架能搬運柴草的簡易起重機（如圖2所示）。他把支架安在木棒的一長處，每捆柴4草重1000牛，為了使木棒平衡以達到省力的目的，他又在另一端吊一塊配重的石頭，請你算出這塊配重的石頭應(yīng)有多重？（木棒密度0.8父103千克/米3,g取10牛頓/千克。）柴草答案：受力分析如圖2所示。 TOC o 1-5 h z 木棒重G木=m木g=p木V木g=p木；rr木21木g.JCi1G代入數(shù)值，得：G木=847.8牛。*一根據(jù)杠桿平衡條件，有：G柴=3l+1G木l=lG

5、石1.444代入數(shù)值，得：G石=3848牛。六、（7分）（1998年全國復賽）有一支桿秤，量程是2千克，現(xiàn)給你質(zhì)量為2千克的標準祛碼，一根足夠長的刻度尺，（1）請你說明，如何檢驗此桿秤是否準確？ TOC o 1-5 h z （2）如果不準確，應(yīng)重新刻度，寫出簡單的刻度方法（要求準確到50克）。2千克的位置上。（1分）答案：（1）把秤花放在定盤星上，看桿秤是否平衡。（1分）再將2千克的標準祛碼放在秤盤里，看桿秤平衡時，秤蛇是否放在最后看秤桿上的刻度是否均勻。（1分）若平衡，在2千克的位置上，均勻，則此桿秤是準確的。（1分）（2）不掛重物時，把秤花放在秤桿上，平衡時記下位置。（1分）再把2千克的標

6、準祛碼放在秤盤里，移動秤花，記下平衡位置。（1分）在兩刻度（即兩平衡位置）間均勻分成40等份。（1分）十、（12分）（1998年全國復賽）某工廠設(shè)計了一個蓄水池（如圖5所示），水源A罐的夜面高度h1保持不變。罐底有一個小出水口，面積為&。孔下通過一箕凈賓.個截面積為S2活塞與杠桿BC相連。杠桿可繞B端至,1下轉(zhuǎn)動，另一端有一個中空的圓柱形浮子，橫截面積為1S3,BO是杠桿總長的1。原設(shè)計打算當杠桿水平時,3浮子浸入水深為h2,活塞恰好能賭住出水口，但在使用時發(fā)現(xiàn)，活塞離出水口尚有極小一段距離時，浮子便;，圖s不再上浮，此時浮子沒入水深為h3。為了使活塞自動堵住出水口，只得將浮子的重量減去G。試

7、求浮子應(yīng)減去重量G的大小。（活塞及連桿的重量不計，杠桿所受浮力不記。）答案：設(shè)浮子原重為G,杠桿長為1。浮子減重G后，由傾斜變文水平上升高度為h3-h2,（1分）活塞上升 h=h3/2(2分)31八活塞減重前，杠桿平衡時（玲h3P水g-G） l= P水gS2（hi +曲）（1）（3分）31浮子減重后S3h2 p 水 g-（G-G ）l= _ p 水 gSh（2）（3 分）3解上面的聯(lián)立方程，可得1h hG = - p 水gSh+3s(h3-h2)-Sz(h1+i )(3分)3四、（20分）（1999年全國復賽）某工地在冬 季水利建設(shè)中設(shè)計了一個提起重物的機械，右圖是 這個機械一個組成部分的示意

8、圖，OA是個鋼管，每米長受重力30N, O是轉(zhuǎn)動軸，重物的質(zhì)量 m為150kg,掛在B處，OB=1米，拉力F加在A點，豎 直向上，g=10N/kg 。為維持平衡，鋼管 OA為多長mg時所用的拉力最小？這個最小的拉力是多少?答案：設(shè) OA = x, OB = b,每米長鋼管重為 w=30N/m。則有bmg+wx2/2=Fx 整理得：wx22Fx +2bmg= 0由4 = （2F） 28 wbmg0,解得 F300N x =10m三、（第十一屆全國復賽）1、甲、乙、丙三人要扛一重物。物重 600牛，三人肩頭所能承受的最大壓力均為200牛。現(xiàn)在兩根一樣長的硬棒及必要的繩子（硬棒及繩的自重不計），請你

9、設(shè)計出一種方法， 使三人肩頭承受的壓力 都不超過最大壓力。畫出示意圖表示你設(shè)計的扛重物的方法。2、小明推一輛滿載重物的獨輪車，手握在車把 A處（圖中未畫人），遇到一個較高的 臺階，他自己推不上去，小華趕快跑來幫忙。小華選擇了一種最省力且效果最好的施力方法， 請畫出小華所施力 F的示意圖。答案：如圖鐘滂第三、1.迪圖評分建議：本題共10分，第1小題6分，第2小題4分.(第2小題力F的作用點應(yīng)在過臺階P、車軸。的直徑另一端Q點，方向與POQ垂直.)五、(第十四屆全國復賽)圖3甲是使用汽車打撈水下重物的示意圖。汽車通過定滑輪牽引水下一個圓柱形重物，在整個打撈過程中，汽車以恒定的速度V=0.2m/s向

10、右運動。圖3乙是此過程中汽車拉動重物的功率P隨時間t變化的圖象。設(shè)t=0時汽車開始提升重物，忽略水的阻力和滑輪的摩擦，g取10N/kg。求：(1)圓柱形重物的質(zhì)量；(2)圓柱形重物的密度；(3)打撈前，圓柱形重物上表面所受的水的壓力。答案：(1)由公式P=W/t=Fs/t=Fv,故汽車在AB段對重物的拉力為F1=700W/0.2m/s=3500N同理，汽車在CD段對重物的拉力為F3=4000N.整個重物打撈過程應(yīng)該分為三個階段：第一階段，將重物從水底拉至上表面剛好接觸水面。這一過程，G不變，F(xiàn)浮不變，F(xiàn)1不變，且有G=F浮+F1對應(yīng)圖3乙AB段第二階段，將重物拉出水面的過程。這一過程中，G不變

11、，F(xiàn)浮變小直至為0,故拉力F越來越大，對應(yīng)圖3乙BC段。第三階段，重物剛好全部拉出水面，以后繼續(xù)向上拉的過程。這一過程中，G不變，F(xiàn)3與重力G相等，G=F3對應(yīng)圖3乙CD段。因為G=F3=4000N,所以m=G/g=4000N/10N/kg=400kg(2)由知F浮=G-Fi=F3Fi=500N因為F浮=p水gV排=p水gV物所以V物=5X10-2m3p物=m/V物=400kg/5x10-2m3=8x103kg/m3（3）由圖3乙的BC段可知，打撈的重物從上表面接觸水面到剛好整個物體全部出水，歷時60s50s=10s,上升速度為0.2m/s,所以物體高h=10sx0.2m/s=2m所以，物體上

12、、下表面積為S=m/V物=5X10-2m3/2m=2.5X10-2m2又由圖3乙AB段可知，物體從水底上升到上表面剛好接觸水面歷時50s,上升高度H=50sX0.2m/s=10m故物體沉在水底時上表面離水面10m,水對物體上表面產(chǎn)生的壓力為F壓=pS=p水gHS=1.0X103X10X10X2.5X10-2N=2.5X103N評分標準：（1）6分；（2）4分；（3）6分.14.（1992年全國初賽）為了避免秤桿損壞，制秤時在秤桿兩端各包上質(zhì)量相等或相近的兩塊小銅片。現(xiàn)在秤桿一端的銅片脫落丟失，主人怕影響秤的準確性，把另一端的銅片也取了下來。用這樣的桿秤來稱量，結(jié)果是AA.稱量時的讀數(shù)比實際質(zhì)量

13、大。B.稱量時的讀數(shù)比實際質(zhì)量小。C.不論兩銅片的質(zhì)量是否完全相等，都可以恢復秤的準確性。D.只有在兩銅片的質(zhì)量完全相等的情況下，才能恢復秤的準確五、（7分）（1993年全國初賽）圖10為一種設(shè)計中的牲畜飲水用自動裝置。底蓋A平時頂住水箱的出水口，一旦飲水槽水位下降，浮子受到的浮力減小，水就從小箱流入飲水槽。設(shè)計中水箱水位最高為60厘米，水箱出水口直徑是6厘米，底蓋A及豎桿B的總質(zhì)量是420克，浮子D的質(zhì)量是580克，體積是2分米%橫桿C的質(zhì)量可以忽略。通過計算說明，這個自動裝置在水箱蓄滿水時不能正常工作。圖劉答案：如圖13所示，作用于底蓋、豎桿和浮子的力有:向上的浮力:F浮=pVg=103X

14、2X10-3X9.8=19.6（牛）向下的總重力：G總=（0.42+0.58）X9.8=9.8（牛）水箱的水向下的壓力：5壓=pghS=1C3X9.8X0.6X3.14X0.032=16.6（牛）;向下的力的總和F向下=6總+5壓=26.4牛F浮底蓋A將下移，裝置無法正常工作。六、（7分）（1993年全國初賽）硬鋼片做成的瓶蓋起子有兩種用法。如圖11所小oA、B是開蓋時起子和瓶蓋接觸的兩點。在瓶蓋和瓶口的接觸點中，D和E分別是離手最遠和最近的兩點。開蓋時手對起子施加的力F作用在G點，瓶口對瓶蓋的阻力可以認為作用于瓶蓋的中心C點（圖中沒有標出）。如果瓶蓋在打開的過程中沒有發(fā)生明顯的彎折。.分別指

15、出圖中11（a）、（b）兩種情況下杠桿的支點。2,圖（a）、（b）兩種用法中哪一種比較省力？為什么？答案：1.因瓶蓋在打開過程中無明顯彎折，起子和瓶蓋可看成結(jié)合成一體，圖（a）中支點為D,圖（b）中支點為E。.兩圖中阻力相同，阻力臂亦相同，都是瓶蓋中心到邊緣的距離，而圖（a）中動力臂為GD、圖（b）中動力臂為GE,GDGE,根據(jù)杠桿平衡原理，圖（a漱省力。.（1994年全國初賽）有四種器材：（1）自行車座；（2）機械手表；衣服夾子；（4）發(fā)令手搶。其中利用彈簧形變的勢能轉(zhuǎn)化為動能工作的有DA.（1）和（2）。B.（2）和（3）。C.（1）和（4）。D.（2）和（4）。7.（1994年全國初賽）

16、列車上有出售食品的手推車（如圖6所示）c若貨物在車內(nèi)擺放均勻，當前輪遇到障礙物A時，售貨員向下按扶把，這時手推車可以視為杠桿，支點是（寫出字母）；當后輪遇到障礙物A時，售貨員向上提扶把，這時支點是,手推車可以視答案：C;B;省七、（6分）（1994年全國初賽）倒鏈（又稱神仙的產(chǎn)）是一種簡單的起重用具，它由滑輪組組成（如圖9所示），A、B為同軸并一起轉(zhuǎn)動的定滑輪，半徑分別為R和R2,R稍大于R2；C為動滑輪，其半徑為r。它們之間用鐵鏈按圖中所示的方式聯(lián)結(jié)起來。當用力F拉一側(cè)鐵鏈使定滑輪轉(zhuǎn)動時，套在A上的鐵鏈使掛在C上的重物上升，與此同時，套在B上的鐵鏈被放下，使重物下降（圖中虛線箭頭表示鐵鏈運動

17、方向）。轉(zhuǎn)動一周時，其總效果使重物上升的距離為多少？若重物所受重力為G,則使重物緩慢勻速上升時，拉力F的大小至少應(yīng)為多少?答案：重物上升距離h=（h1h2）/2=兀（R1R2）拉力至少為？=色=與含。TLi八、（8分）（1994年全國初賽）我國已興建3座抽水蓄能水電站。它可調(diào)劑電力供應(yīng)。深夜時，用過剩的電能通過水泵把下蓄水池的水抽到高處的上蓄水池內(nèi)。白天則通過閘門放水發(fā)電，以補充電能不足。若上蓄水池長為150米，寬為30米，如圖10所示，從深夜11時至清晨4時抽水，使上蓄水池水面增高20米，而抽水過程中水上升的高度始終保持為400米。不計抽水過程中其他能量損耗，試求抽水的功率。（g=10牛/千

18、克）圖10答案：抽水的功率P=2X107瓦（1995年全國初賽）若把掉在地面上的物理課本撿回桌面，根據(jù)你平時對物理課本質(zhì)量及桌面的高度的觀察與了解，估算人手克服課本所受重力所做的功約為CA.0.1焦。B.10焦。C.1焦。D。0.01焦。（1995年全國初賽）秤桿上相鄰刻度間所對應(yīng)的質(zhì)量差是相等的。因此秤桿上的刻度應(yīng)AA.是均勻的。B.從提紐開始向后逐漸變密。C.從提紐開始向后逐漸變疏。D.與秤桿的粗細是否均勻有關(guān)，以上三種情況均有可能。3.（1995年全國初賽）下列設(shè)備中都使用了簡單機械，請?zhí)钊胨煤唵螜C麻的名稱（全名）。起重機鋼索下面吊鉤上的鐵輪是,旗桿頂端的輪是,自行車的飛輪與后輪是。答

19、案：動滑輪定滑輪輪軸四、（7分）（1995年全國初賽）螺旋千斤頂是一種常用的起重裝置（如圖所示），用手柄轉(zhuǎn)動螺桿時，螺桿頂端的重物就隨螺桿一起上開。若螺桿的直徑為D,螺距為h,手柄末端到轉(zhuǎn)軸的距離為1,要舉起質(zhì)量為M的重物時，至少要給手柄頂端多大的力？指出本題中為了省力應(yīng)用了哪幾種簡單機械。答案：轉(zhuǎn)動一周時，手柄末端通過的距離為s=2兀l（1）垂直給手柄的力為F時所做的功為W1=Fs=F2兀l（2）轉(zhuǎn)動一周時重物升高h,克服重物所受重力做的功為W2=Mgh根據(jù)功的原理有W1=W2gPF-2兀l=Mgh（4）為了省力應(yīng)用了斜面和輪軸兩種簡單機械。（1996年全國初賽）拖拉機深耕時總比在道路上行駛

20、時速度慢,這是為了CA.提高傳動機械的效率。C.增大拖拉機的牽引力。B.節(jié)省燃料。D.提高柴油機的功率。八、（8分）（1996年全國初賽）為保證市場的公平交易，我國已有不少地區(qū)禁止在市場中使用桿秤。桿秤確實容易為不法商販坑騙顧客提供可乘之機。請看下例。秤碇質(zhì)量為1千克，秤桿和秤盤總質(zhì)量為0.5千克，定盤星到提紐的距離為2厘米，秤盤到提紐的距離為10厘米（圖9）。若有人換了一個質(zhì)量為0.8千克的秤駝，售出2.5千克的物品，物品的實際質(zhì)量是多少？答案：代表物理量的符號：mi一秤舶質(zhì)量，m/1一假秤礫質(zhì)量，m2一秤桿和秤盤的總質(zhì)量，一貨物的實際質(zhì)量，m/3一貨物的標稱質(zhì)量，a一定盤星到提紐的距離，b

21、一秤盤到提紐的距離，C一過秤桿、稱盤質(zhì)心的鉛垂線到提紐的距離，d2.5千克秤星到提紐的距離（圖2）秤盤空載，真碇置于定盤星時的平衡條件秤m2gc=mga盤掛2.5千克物體，使用真碇時的平衡條件m2gc=m/3gb=migd（2）假碇置于2.5千克秤星時的平衡條件m2gc+m3gb=mzigd（3）從（1）、（2）、（3）式消去c、d,解出m3m3=1.96千克（4）8、（1998年全國初賽）騎自行畫上坡前往往要加緊蹬幾下，這樣做是為了：CA增大車的慣性;B增大車的沖力;C增大車的動能;D增大車的勢能。（1999年全國初賽）山間公路往往環(huán)繞山坡，盤山而上，這樣可以使上山的汽車：CA.提高功率；B

22、.提高機械效率；C.減小所需的牽引力；D.減小所需的功。6.（1999年全國初賽）地面上有一條大木桿，抬起A端需用力300牛，抬起B(yǎng)端需用力200牛。這條木桿的端較粗，整個木桿的重量（所受的重力）為牛。答案：A,50004.（7分）（2000年全國初賽）揚場機能把谷粒、谷糠和小石塊分開。這三種東西中哪一種的落地點距揚場機最近？哪一種最遠？同樣大小的谷粒和小石塊，為什么落地點的遠近不同？答案：谷糠的落地點距揚場機最近。小石塊最遠。同樣大小的谷粒和小石塊，雖然飛出時的速度相同，但是由于質(zhì)量不同，所以動能不同，小石塊的質(zhì)量較大，動能也比較大，所以能夠克服空氣的阻力飛到更遠的地方。從慣性角度分析，正確

23、的，同樣給分。6.（十一屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽）室內(nèi)垃圾桶平時桶蓋關(guān)閉不使垃圾散發(fā)異味，使用時用腳踩踏板，桶蓋開啟。根據(jù)室內(nèi)垃圾桶的結(jié)構(gòu)示意圖可確定：（D）桶中只有一個杠桿在起作用，且為省力杠桿桶中只有一個杠桿在起作用，且為費力杠桿桶中有兩個杠桿在起作用，用都是省力杠桿桶中有兩個杠桿在起作用，一個是省力杠桿，一個是費力杠桿通用同：“用.（4分）（十一屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽）物理學常常把實際的研究對象或?qū)嶋H的過程抽象成“物理模型”。如用側(cè)刀側(cè)草時，可以把側(cè)刀看做是一個能夠繞軸轉(zhuǎn)動的硬桿，而不必考慮刀的形狀、刀的材質(zhì)，在物理學中把它稱為“杠桿”，這時“杠桿”就是側(cè)刀的“物理模型”。汛期，江

24、河中的水有時會透過大壩下的底層從壩外的地面冒出來，形成“管涌”，初中物理講過的什么裝置可以作為“管涌”的物理模型？自行車的車把可以控制車的方向，它的“物理模型”又是什么？答案：輪軸.（十三屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽）拖拉機深耕時的行駛速度一般比在公路上慢，這主要是為了BA.提高機械傳動效率B.增大牽引力C.節(jié)省燃料D.提高發(fā)動機的功率4.（6分）（十三屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽）右圖為農(nóng)用揚場機的示意圖。谷物脫粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速轉(zhuǎn)動的輪W和皮帶B的帶動下被拋出，谷粒、糠皮、碎石落地的遠遠不同，從而形成1、2、3三堆,達到分離的目的。其中1是,2是。從能量的角度看，它們在運

25、動過程中能夠分離，是因為答案：糠皮、谷粒。它們以同樣的速度被拋出，碎石的質(zhì)量最大，動能最大，所以克服空氣阻力運動的距離最大，糠的質(zhì)量最小，運動的距離最小。（6分）（十三屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽）下圖a是一個指甲刀。（1）這個指甲刀是由哪幾個杠桿組成的？它們的支點在哪里？（2）小明的指甲刀有圖a和圖b兩種組裝方式。請分析哪種組裝方式更合理。答案：（1）AC、DE和GE是三個杠桿，它們的支點分別是C、E和E.2圖a的組裝更合理.對于杠桿DE來說指甲在D點對它的作用力是阻力，AC在B點對它的作用力是動力.兩種組裝方式中阻力和阻力臂是一樣的，但圖a中的動力臂BE大于圖b中的動力臂，因此圖a的組裝方式

26、要比圈b的方式省力.（4分）（第十四屆全國應(yīng)用物理知識競賽）2003年春季，在我國部分城市出現(xiàn)了“非典”疫情，各地廣泛使用噴霧器對公共場所消毒。圖3給出了一種噴霧器的示意圖，就其工作原理要用到的物理知識有（寫出兩項即可）；。答案：利用杠桿改變力的大小或方向，氣體體積縮小壓強增大。（5分）（第十四屆全國應(yīng)用物理知識競賽）2003年10月16日6時54分，“神舟”五號飛船成功完成了我國第一次載人航天飛行，返回艙在內(nèi)蒙古主著陸場地安全著陸。（1）火箭發(fā)射時發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化主要是能轉(zhuǎn)化為能。（2）在飛船關(guān)閉發(fā)動機后繞地球飛行時，如果在艙內(nèi)進行下列實驗，與在地面相比,其中最難完成的是（填字母）：A.用溫度

27、計測溫度；B.用顯微鏡觀察洋蔥表皮;C.用漏斗、濾紙過濾，除去水中的泥沙。（3）如果將農(nóng)作物種子攜帶到太空，然后再帶回來進行種植實驗。這樣做的目的是答案：4.（1）化之機械（或動能和勢能）（2）C（3）在失重狀態(tài)下看種子的基因是否發(fā)生變化1、（4分）（第十四屆全國應(yīng)用物理知識競賽）某城市鐵路車站的設(shè)計方案如圖4所示,進站和出站的軌道都與站臺構(gòu)成一個緩坡。從能量利用的角度看，這種設(shè)計的優(yōu)點是什么？償M2分）；車出答案：車進站時的部分動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，減少因剎車損耗的機械能（站時儲存的重力勢能又轉(zhuǎn)化為動能，起到節(jié)能作用。（2分）四、（8分）（第十四屆全國應(yīng)用物理知識競賽）小明設(shè)計了一個公廁中的自

28、動沖刷廁所的水箱。這種水箱能把自來水管持續(xù)供給的較小流量的水儲備到一定量進水管后，自動開啟放水閥，這樣就可用較大水量沖刷便池中的污物。圖6為這種水箱的結(jié)構(gòu)示意圖，已知水箱底為邊長l=40cm的正方形，A是一直徑di=8cm的圓形放水閥門，其質(zhì)量和厚度均可忽略不計，且恰好能將排水管口及連桿與浮子B相連，連桿的長度ho=10cm。浮子B是一外部直徑d2=8cm、高H=30cm、質(zhì)量m=0.4kg的空心圓柱體，設(shè)水箱每次放水都能將水箱中的水全部放凈，試通過計算說明：（1）水箱體至少多高，水才不會從水箱上部溢出？（2）如果自來水管的流量為0.2m3/h,該水箱某次放水結(jié)束到下次開始放水的時間間隔為幾分

29、鐘？答案：（1）設(shè)水箱中水面高度為h時，連桿對閥門A的拉力為T,此時閥門剛好可被拉開。 TOC o 1-5 h z 對浮子B根據(jù)平衡條件有：mg+T=F浮（1分）其中F浮=為4d2（hho）（1分）對放水閥門A根據(jù)杠桿的平衡條件有：Td1=加4d2d1（2分）聯(lián)立可解得：(1分)所以水箱體的高度至少為0.36m。（2） 一箱水的體積為：V箱= l2h =自來水管的流量 Q=0.2m3/h（0.4m） 2x 0.36m= 0.058m3蓄滿一箱水所用時間V水 t=Q0058m0.2m3=17.4min（1分）（2分）60min所以，水箱放水的時間間隔約17.4min。五、（12分）（第十四屆全國應(yīng)用物理知識競賽）學校要開運動會，幾個同學討論怎樣才能將鉛球擲得更遠。陳平說：“擲出點越高，擲得越遠”。王力說：“擲出速度越大，擲得越遠”。李明說：“我們還是通過實驗來探究吧”。大家經(jīng)過討論，提出了以下猜想。猜想1:鉛球擲得遠近，可能與擲出鉛球點的高度有關(guān)。猜想2:鉛球擲得遠近，可能與擲出鉛球時的速度有關(guān)。猜想3:鉛球擲得遠近，可能與擲出鉛球的角度（投擲方向與水平方向的夾角）有關(guān)。為了檢驗上述猜想是否正確，他們制作了一個小球彈射器，如圖7所示。它能使小球以不同的速度大小和方向射出，彈射方向?qū)λ椒较虻难鼋牵捎晒潭ㄔ阼F架臺上的量角