九年级物理解答题中等难度题
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杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用,如汲水的桔槔(如图甲所示)。人们在竖立的架子上支起一根长直杆,直杆的一端用绳子悬挂水桶,另一端用绳子悬挂石块作为配重。人用力向下拉绳,将桶放入井内打水,放手后这桶水在配重的作用下被向上提起。将桔槔的直杆、支架、水桶、配重这个整体看作一个系统,当系统内只有重力或弹力做功时,系统内物体的动能和势能发生相互转化,但系统的机械能总量保持不变,这个规律叫机械能守恒定律。 其中动能用“Ek”表示, ;重力势能用“Ep”表示, 。 如图乙所示是桔槔的简化示意图,将直杆看作是绕支点 O 转动的杠杆,其 A 点悬挂水桶,B 点悬挂配重。若 OA=2OB,当水桶装满水时,水和桶的总质量 m=15kg。若不计杠杆自重、摩擦及空气阻力,g 取 10N/kg,求:
(1)水和桶受到的总重力;
(2)若杠杆刚好能在水平位置平衡,配重的质量;
(3)水桶上升 1m,水和桶的重力势能增加了多少J;
(4)将配重更换为 40kg 后,用手将杠杆保持在水平位置静止,松手后杠杆随即顺时针转动。整个过程配重未触地,水未溢出。请计算当配重下降 0.5m 时,水桶运动的速度。
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水平放置的水桶重300N,一人用250N的力竖直向上提水桶,则水桶受到的合力大小为( )
A. 50N B. 550N C. 0N D. 250N
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