中考物理总复习——21 内容综合专题：简单机械计算
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
解：(1)因为拉力总是竖直向上的，物体挂在杠杆的中点， 所以动力臂是阻力臂的 2 倍，即 l1＝2l2； 由杠杆平衡条件得：Fl1＝Gl2， 所以拉力 F＝Gl1l2＝G2ll22＝12×20 N＝10 N。
(2)若杠杆是一根材料均匀的硬棒，将物体提升的高度h为
0.10 m，小明使用杠杆所做的有用功W有为多大？若此时 杠杆的机械效率为80%，则杠杆自身的重力为多少？
(1)大壮对杆的拉力大小；
解：(1) 缓慢拉动轻杆至水平位置，根据杠杆平衡条件可得：
FA·OA＝FB·OB，FA 的大小等于 GA，即 FA＝GA＝m1 g＝
10 kg×
10
N/kg＝100
N，则
FB＝FAO·OBA＝100
N× 1.5 0.5 m
m＝
300 N，即大壮对杆的拉力为 300 N。
(2)地面对大壮的支持力大小。 大壮受三个力，重力G、杆对大壮的拉力F、地面对大 壮的支持力F支，三个力平衡，杆对大壮的拉力与大壮 对杆的拉力为相互作用力，大小相等，则地面对大壮的
2．【2019·龙岩模拟·6分】如图所示，工人用沿斜面向上、 大小为500 N的推力，将重800 N的货物从A点匀速推至B 点，所用时间为20秒。已知AB长3 m，B距地面高 1.5 m。 求：
(1)推力对货物做的功；
解：(1) 推力 F 对货物做的功： W＝Fs＝500 N×3 m＝1 500 J；
【典例4】工人用滑轮组将重 500 N的重物从地面匀速提升 至楼上，已知拉力为300 N，楼高3 m，不计摩擦与绳重 ，求：
(1)此过程Βιβλιοθήκη 的有用功。解 ： (1) 由 题 意 得 W 有 ＝ Gh ＝500 N× 3 m＝1 500 J。
(2)滑轮组的机械效率。
W 总＝F·s＝F·nh＝30 N×2×3 m＝1 800 J，
1
2
1．【2020·泉州质检·2分】如图的装置中，物体B重为30 N， 每个滑轮重均为6 N，不计绳重及滑轮的摩擦。现用水 平力F＝20 N向右匀速拉动物体A，物体B也随滑轮匀速 上升。则物体A受到的摩擦力为 ____8____N，滑轮组的机械效率 为__8_3_.3_3_%。 (百分号前保留2位 小数)
(3)物体受到的摩擦力f。
额外功为 W 额＝W 总－W 有＝400 J－300 J＝100 J，由 W 额 ＝fs 得，物体受到的摩擦力 f＝Ws额＝1800mJ＝12.5 N；
(4)该斜面的机械效率η。
斜面的机械效率为 η＝WW有总×100%＝340000 JJ×100%＝75%。
02 中考聚焦
斜面F＝ 50 N的拉力，将重力为G＝100 N的物体，由斜 面的底端匀速拉到顶端，用时t＝10 s。求：
(1)有用功W有。
解：(1)有用功为 W 有＝Gh＝100 N×3 m＝300 J；
(2)拉力做功的功率P。
拉力所做的功为 W 总＝Fs＝50 N×8 m＝400 J， 拉力的功率为 P＝Wt总＝41000sJ＝40 W；
(1)A对水平地面的压强；
解：(1)A 对水平地面的压力：F＝G＝mg＝960 kg×10 N/kg
＝ 9.6×103 N，受力面积 S＝ 0.5 m2，A 对水平地面的压强：
p＝
FS＝
9.6× 103 0.5 m2
N＝
1.92×104 Pa；
(2)A在运动过程中受到摩擦力的大小；
石材 A 做匀速直线运动，由图可知，动滑轮上绳子的段数 n＝ 2，所以，A 在运动过程中受到的摩擦力：f＝ nF＝ 2× 500 N＝ 1 000 N。
(3)拉力F做功的功率。
绳子自由端移动的距离：sF＝ ns＝ 2× 4 m＝ 8 m，
拉力做的总功：W 总＝ FsF＝ 500 N×8 m＝ 4 000 J，
拉力做功的功率：P＝
Wt总＝
4
000 20 s
J＝
200 W。
类型3 斜面的相关计算 【典例6】如图所示，斜面长s＝8 m，高h＝3 m。用平行于
支持力F支＝G－F＝ m2 g－F＝56 kg× 10 N/kg－300
N＝260 N，地面对大壮的支持力为260 N。
【典例2】如图所示，小明在探究利用杠杆做功的实践活动 中，杠杆一端固定，中点处挂有一重力G为20 N的物体， 现用手竖直提起杠杆的另一端，使物体缓慢匀速提升(摩 擦忽略不计)。
(1)若不计杠杆自重，求拉力F的大小。
(2)推力的功率；
推力的功率：P＝Wt ＝1
500 20 s
J＝75
W；
(3)斜面的机械效率。
斜面的机械效率： η＝WW有 总×100%＝GFhs ×100%＝850000NN×× 13.5mm×100%＝80%。
η＝WW有总×100%＝11
500 800
JJ× 100%＝83.3%。
【典例5】如图所示，质量为960 kg、底面积为0.5 m2的石 材A放在水平地面上，利用滑轮组水平拉动A，使其在20 s的时间内匀速向墙靠近了4 m，水平拉力F＝500 N，不 计绳、滑轮组的重力以及绳与滑轮组之间的摩擦，g取10 N/kg。求：
有用功：W 有＝Gh＝20 N×0.1 m＝2 J， 总功：W 总＝Wη有＝820%J ＝2.5 J， W 额＝W 总－W 有＝2.5 J－2 J＝0.5 J， 因为摩擦忽略不计，所以 W 额＝G 杆 h， 杠杆自身重力：G 杆＝Wh ＝00..15mJ ＝5 N。
类型2 滑轮组的相关计算 【典例3】【2020·三明质检·2分】将规格完全相同的滑轮，
中考物理总复习
21 内容综合专题：简单机械计算
01 试题凝聚
·1 杠杆的相关计算 ·2 滑轮组的相关计算 ·3 斜面的相关计算
类型1 杠杆的相关计算 【典例1】大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼
身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A 端悬挂质量m1＝10 kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动 轻杆至水平位置。已知AO长1.5 m， OB长0.5 m，大壮质量m2＝ 56 kg，g取10 N/kg，求此时：
用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分 别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。 绳子自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1>G2， 不计绳重和摩擦。下列判断正确的是( )
A．拉力F1一定小于F2 B．甲、乙滑轮组的有用功相同 C．乙滑轮组的机械效率较高
√D．甲的额外功与有用功的比值较小
(2)若杠杆是一根材料均匀的硬棒，将物体提升的高度h为
0.10 m，小明使用杠杆所做的有用功W有为多大？若此时 杠杆的机械效率为80%，则杠杆自身的重力为多少？
(1)大壮对杆的拉力大小；
解：(1) 缓慢拉动轻杆至水平位置，根据杠杆平衡条件可得：
FA·OA＝FB·OB，FA 的大小等于 GA，即 FA＝GA＝m1 g＝
10 kg×
10
N/kg＝100
N，则
FB＝FAO·OBA＝100
N× 1.5 0.5 m
m＝
300 N，即大壮对杆的拉力为 300 N。
(2)地面对大壮的支持力大小。 大壮受三个力，重力G、杆对大壮的拉力F、地面对大 壮的支持力F支，三个力平衡，杆对大壮的拉力与大壮 对杆的拉力为相互作用力，大小相等，则地面对大壮的
2．【2019·龙岩模拟·6分】如图所示，工人用沿斜面向上、 大小为500 N的推力，将重800 N的货物从A点匀速推至B 点，所用时间为20秒。已知AB长3 m，B距地面高 1.5 m。 求：
(1)推力对货物做的功；
解：(1) 推力 F 对货物做的功： W＝Fs＝500 N×3 m＝1 500 J；
【典例4】工人用滑轮组将重 500 N的重物从地面匀速提升 至楼上，已知拉力为300 N，楼高3 m，不计摩擦与绳重 ，求：
(1)此过程Βιβλιοθήκη 的有用功。解 ： (1) 由 题 意 得 W 有 ＝ Gh ＝500 N× 3 m＝1 500 J。
(2)滑轮组的机械效率。
W 总＝F·s＝F·nh＝30 N×2×3 m＝1 800 J，
1
2
1．【2020·泉州质检·2分】如图的装置中，物体B重为30 N， 每个滑轮重均为6 N，不计绳重及滑轮的摩擦。现用水 平力F＝20 N向右匀速拉动物体A，物体B也随滑轮匀速 上升。则物体A受到的摩擦力为 ____8____N，滑轮组的机械效率 为__8_3_.3_3_%。 (百分号前保留2位 小数)
(3)物体受到的摩擦力f。
额外功为 W 额＝W 总－W 有＝400 J－300 J＝100 J，由 W 额 ＝fs 得，物体受到的摩擦力 f＝Ws额＝1800mJ＝12.5 N；
(4)该斜面的机械效率η。
斜面的机械效率为 η＝WW有总×100%＝340000 JJ×100%＝75%。
02 中考聚焦
斜面F＝ 50 N的拉力，将重力为G＝100 N的物体，由斜 面的底端匀速拉到顶端，用时t＝10 s。求：
(1)有用功W有。
解：(1)有用功为 W 有＝Gh＝100 N×3 m＝300 J；
(2)拉力做功的功率P。
拉力所做的功为 W 总＝Fs＝50 N×8 m＝400 J， 拉力的功率为 P＝Wt总＝41000sJ＝40 W；
(1)A对水平地面的压强；
解：(1)A 对水平地面的压力：F＝G＝mg＝960 kg×10 N/kg
＝ 9.6×103 N，受力面积 S＝ 0.5 m2，A 对水平地面的压强：
p＝
FS＝
9.6× 103 0.5 m2
N＝
1.92×104 Pa；
(2)A在运动过程中受到摩擦力的大小；
石材 A 做匀速直线运动，由图可知，动滑轮上绳子的段数 n＝ 2，所以，A 在运动过程中受到的摩擦力：f＝ nF＝ 2× 500 N＝ 1 000 N。
(3)拉力F做功的功率。
绳子自由端移动的距离：sF＝ ns＝ 2× 4 m＝ 8 m，
拉力做的总功：W 总＝ FsF＝ 500 N×8 m＝ 4 000 J，
拉力做功的功率：P＝
Wt总＝
4
000 20 s
J＝
200 W。
类型3 斜面的相关计算 【典例6】如图所示，斜面长s＝8 m，高h＝3 m。用平行于
支持力F支＝G－F＝ m2 g－F＝56 kg× 10 N/kg－300
N＝260 N，地面对大壮的支持力为260 N。
【典例2】如图所示，小明在探究利用杠杆做功的实践活动 中，杠杆一端固定，中点处挂有一重力G为20 N的物体， 现用手竖直提起杠杆的另一端，使物体缓慢匀速提升(摩 擦忽略不计)。
(1)若不计杠杆自重，求拉力F的大小。
(2)推力的功率；
推力的功率：P＝Wt ＝1
500 20 s
J＝75
W；
(3)斜面的机械效率。
斜面的机械效率： η＝WW有 总×100%＝GFhs ×100%＝850000NN×× 13.5mm×100%＝80%。
η＝WW有总×100%＝11
500 800
JJ× 100%＝83.3%。
【典例5】如图所示，质量为960 kg、底面积为0.5 m2的石 材A放在水平地面上，利用滑轮组水平拉动A，使其在20 s的时间内匀速向墙靠近了4 m，水平拉力F＝500 N，不 计绳、滑轮组的重力以及绳与滑轮组之间的摩擦，g取10 N/kg。求：
有用功：W 有＝Gh＝20 N×0.1 m＝2 J， 总功：W 总＝Wη有＝820%J ＝2.5 J， W 额＝W 总－W 有＝2.5 J－2 J＝0.5 J， 因为摩擦忽略不计，所以 W 额＝G 杆 h， 杠杆自身重力：G 杆＝Wh ＝00..15mJ ＝5 N。
类型2 滑轮组的相关计算 【典例3】【2020·三明质检·2分】将规格完全相同的滑轮，
中考物理总复习
21 内容综合专题：简单机械计算
01 试题凝聚
·1 杠杆的相关计算 ·2 滑轮组的相关计算 ·3 斜面的相关计算
类型1 杠杆的相关计算 【典例1】大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼
身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A 端悬挂质量m1＝10 kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动 轻杆至水平位置。已知AO长1.5 m， OB长0.5 m，大壮质量m2＝ 56 kg，g取10 N/kg，求此时：
用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分 别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。 绳子自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1>G2， 不计绳重和摩擦。下列判断正确的是( )
A．拉力F1一定小于F2 B．甲、乙滑轮组的有用功相同 C．乙滑轮组的机械效率较高
√D．甲的额外功与有用功的比值较小