题型之二有关简单机械的综合题

1、题型之二 有关简单机械的综合题在近几年中，将压强、浮力、简单机械的知识综合起来进行考查，这无形中增加了解题的难度题型主要体现 在压强、简单机械的综合；压强、浮力、简单机械的综合 .2014泰安） 一辆质量是 3.5 103 kg 的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图的2 m，滑轮组的机械效滑轮组将汽车拖出 .已知整个过程中，水平拉力 F 是 1103 N，汽车沿水平方向匀速移动了 率为 90%. 求：（1）拉力 F 做的总功 .（2）有用功为多大？（ 3）汽车受到的阻力大小 .点拨： 此题中物体沿水平方向运动，知道克服摩擦力做的功是有用功，与物体重力（竖直方向） 没有关系是解决此题的

2、关键 .1. （2014广东）如图是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动 机等部件组成，连接轿厢的两根缆绳非常靠近，轿厢空载时的重量是 3 100 N ，配重的 重量是 3 000 N ，某次电梯载货量的重量是 1 000 N ，当电梯匀速上升 15 m，所用的时 间为 10 s ，不计缆绳重力和一切摩擦阻力，在此运动过程中，求：1）轿厢的速度大小2）配重重力对配重做的功3）电动机的功率至少多大？2. （2014德阳）如图所示，质量为 70 kg ，边长为 20 cm 的正方体物块 A置于水平地面上，通过细绳系于轻 质杠杆 BOC的 B端，杠杆可绕 点转动，且 BC=3BO

3、，在 C 端用 F=150N竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡 （绳重不计， g 取 10 N/kg ） . 求：1）物体 A 的重力 G；2）绳对杠杆 B 端的拉力 F 拉；3）此时物体 A 对地面的压强 p.3. （2014济宁）山东省第 23 届运动会山地自行车比赛项目将在济宁市万紫千红度假村 举行，运动员李伟参加了小组选拔赛 . 图中的山地自行车为比赛用车，其相关数据见表：车架材料碳纤维车架材料体积 /cm2 500车架质量 /kg4.5整车质量 /kg10单轮接触面积 /cm41）求碳纤维车架的密度；2）估算比赛中的山地自行车对地面的压强；3）李伟在某路段匀速骑行 6 km，耗时

4、10 min ，若该路段阻力为总重力的 0.02 倍， 求他的骑行功率 .4. （2014长沙）如图是一个上肢力量健身器示意图. D是动滑轮；配重 A的质量为 140 kg ，底面积是 8.0 10 m，杠杆 EH可绕点在竖直平面内转动， OEOH =12.假定-2 2运动员体重是 600 N，一只脚板与地面的接触面积为2.0 10-2 m2，（不计杠杆重、绳重及摩擦， g 取 10 N/kg ） . 求：1）配重 A 自由放置时对地面的压力是多大？2）当人将配重 A匀速提升 0.2 m 时，人做功 340 J ，动滑轮重为多少？3）当配重 A 和人对地面的压强相等且杠杆在水平位置平衡时，人对

5、绳的拉力为多大？5. （2013湖州 ）如图装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量液体密度的“密 度天平” . 其制作过程和原理如下：选择一根长 1 米的杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平 位置平衡 . 在左侧离中点 10 厘米的 A位置用细线固定一个质量为 150克、容积为 80毫升的容器 . 右侧用细线悬 挂一质量为 50克的钩 码（细线的质量忽略不计） . 测量时往容器 中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位置直接读出液体的密度1）该“ 密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点厘米处 .2）该“密度天平”的量程为多大？（3）若将钩码的质量适当增大，该“密度天平”的量

6、程将 （填“增大” “减小”或“不变”） .6. （2014临沂）如图所示是某建筑工地用吊车提升大理石板的示意图.已知大理石的密度是 2.8 10 kg/m ，每块大理石板的规格为 50 cm 50 cm2 cm，升降机吊框的重 力是 600 N.不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦，g取 10 N/kg .则：1）一块大理石板平放在水平地面上时对地面的压强是多少？2）如果吊车钢丝绳能承受的最大拉力是10 000 N ，则该吊车一次最多能匀速提升多少块大理石板？3）在某次提升作业中，吊车钢丝绳的拉动速度是0.1 m/s ，则在 2 min 内吊车将大理石板提升的高度是多少？题型之有关简单机械的综合

7、题例 2（ 1）拉力移动的距离： s=ns 物=2 2 m=4 m， 拉力做的功：33W总=Fs=1 103 N4 m=4 103 J ；（2） =W有用 ，拉力做的有用功： W总33 W有用=W总=4103 J 90%=3.6103 J ； （3） W=F，s 滑轮组对汽车的拉力：F=W有用33.6 103J2m3=1.8 103 N.汽车做的是匀速运动，汽车受的拉力和阻力是一对平衡力，大小相等，汽车受的阻力 f=F=1.8 103 N.针对训练1. （ 1）轿厢运动的速度： v=15m 1.5 m/s;10s（ 2）配重重力对配重做的功：4W=Fs=Gh3= 000 N 15 m=4.5

8、104 J ； （3）当轿厢匀速上升时，轿厢竖直向下受到自身重和载货重，竖直向上受到配重拉力和电机的拉力，满足 G空+G货=F配+F电，所以 F电=G空+G货-F配=3 100 N+1 000 N-3 000 N=1 100 N，所以，电动机的功率至少为：W电 F电 sP= 电 = 电 =F电v=1 100 N 1.5 m/s=1 650 W. tt2. （1）物体 A 的重力G=m=g70 kg 10 N/kg=700 N ；（ 2）由杠杆平衡条件得： F拉 LOB=FLOC，=300 N ；则 F 拉= F LOC =150N 2LOBLOBLOB（3）物体 A 对地面的压力 F压=G-F

9、拉=700 N-300 N=400 N ； 物体与地面的接触面积2 -2 2S=0.2 m 0.2 m=0.04 m =4 10 m ， 物体对地面的压强pS400N-2 24 10-2m 24=1.0 104 Pa.3. （ 1）碳纤维车架的密度：3=1.8 103 kg/mm = 4.5kg33V 2.5 10 3m3（2）以人体质量为 70 kg 计算，地面所受的压力： F=G=m=g（ 10 kg+70 kg ） 9.8 N/kg=784 N ； 地面受到的压强 :pS784N4 2 10-4m2=9.8 105 Pa；（ 3）运动员与车的总重力 G=m=g784 N ； 骑自行车克服

10、阻力所做的功3W=F=s0.02 G 6 103 m3=0.02 784 N6103 m=94 080 JW 94080J 功率 P= 94080J =156.8 W.t 10 60s4. （1）配重 A 自由放置时对地面的压力：F=G=m=g140 kg 10 N/kg=1 400 N ；（2）根据题意可知， W总=GAh+G动h，即 340 J=1 400 N 0.2 m+ G动0.2 m ，则 G动=300 N；（3）设配重 A 和人对地面的压强相等且杠杆在水平位置平衡时，人对绳的拉力为F；人对地面的压力： F人=600 N- F；OH由 F OH=FEOE可得， FE=F =2F；OE

11、对 D分析可知 2FE=G动+F A，即 4F=G动+FA，则 FA=4F-300 N ，故配重 A对地面的压力为 FA：FA=1 400 N- F A=1 400 N-4 F+300 N=1 700 N-4 F；600N F 1700N 4FF人 = FA ，S人SA, F=250 N.因为配重 A和人对地面的压强相等，则 p 人=pA，-2 2 -2 22 2 10-2m28.0 10-2 m25. （ 1）根据杠杆的平衡条件公式 F1L1=F2L2 得，150 g 10 cm=50g L2， 解得， L2=30 cm.，容（ 2）根据题意钩码移动至最右端，该“密度天平”达到最大量程，设OA为 L1， O点距最右端的距离为器的质量为 m1，钩码的质量为 m2，容器中加满液体的质量为m，由 F1L1=F2L2 得（m1+m）gL1=m2gL2，已知： m1=150 g ，m2=50 g ，L1=10 cm，L2=50 cm， 代入上式解得， m=100 g ，m = 100gV 80cm3=1.25 g/cm（3）当钩码的质量适当增大时，说明杠杆一侧的力增大，在力臂关系相同的情况下，另一侧的力也会增大，即该 “密度天平”的量程将增大 .6. （1） 每块大理石重： Gmg Vg 2.8 103 kg/m 30