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20.物体M在杠杆AOBC作用下如图位置静止,
(1)请作出使杠杆在图示位置平衡的最小动力F1的示意图;
(2)试在A点作出使杠杆在如图位置平衡时的最小力F2(O为支点)

分析 本题主要考查两个知识点:
(1)对力臂概念的理解:力臂是指从支点到力的作用线的距离.
(2)对杠杆平衡条件(F1L1=F2L2)的理解与运用:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小.

解答 解:(1)由杠杆平衡更条件F1L1=F2L2可知,当动力臂最长时,用力最小.连接OC即为最长动力臂,在做OC的垂线即为最小力F1;如图所示:
(2)由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越,长动力越小.由图可知当力的方向跟杠杆OA垂直向上时动力臂最长,如图所示:

点评 本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小的结论.

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11.阅读下面的短文
潜艇的“耳目”--声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性,作战时需要长时间在水下潜航,这就决定它不能浮出水面使用雷达观察,而只能依靠声呐进行探测,所以声呐在潜艇上的重要性更为突出,被称为潜艇的“耳目”.声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用广泛的一种重要装置.声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10kHz~30kHz之间,由于这种声波的频率较高,可以形成较强的指向性.声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标,就会被反射回来,反射回来的声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离.
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的,反射回来的声波(下称“回声”)的音调就会有所变化,它的变化规律是:如果回声的音调变高,说明目标正向声呐靠拢;如果回声的音调变低,说明目标远离声呐.请回答以下问题:
(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是20 Hz到20000 Hz.
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经潜艇B反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离S1是7500 m.(设声波在海水中传播速度为1500m/s)
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,且测出潜艇B的速度大小是20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离S2为8700 m.

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