2018年秋中考物理总复习滚动小专题(二)简单机械的相关计算

1、滚动小专题（二）简单机械的相关计算类型1杠杆的相关计算1.（2018安徽）图a所示为前臂平伸用手掌拖住铅球时的情形.我们可将图a简化成如图b所示的杠杆.不计杠杆自重，若铅球质量m3kg,OA=0.03m,OB=0.30m,求此时肱二头肌对前臂产生的拉力Fi的大小（g取10N/kg）.a解：由图可知，支点是O点，肱二头肌对前臂产生的拉力F1为动力，3kg铅球的重力即为阻力F2,则阻力：F2=G=mg=3kgx10N/kg=30N由图知，l1=OA=0.03m,l2=OB=0.30m根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2即：F1X0.03m=30NX0.30m解得F1=300N2 .（2018毕节

2、）如图所示，重力不计的轻杆AOB可绕支点O无摩擦转动，当把甲、乙两物体分别挂在两个端点A、B上时，轻杆恰好在水平位置平衡，此时乙物体刚好完全浸没在装有水的容器里且水未溢出，物体乙未与容器底接触，已知轻杆长2.2m,支点O距端点B的距离为1.2m,物体甲的质量为8.28kg,物体乙的体积为0.0013m.（g取10N/kg,忽略绳重）求：（1）甲物体的重力；（2）乙物体受到水的浮力；（3）弹簧测力计的示数；（4）乙物体的密度.解：（1）甲物体的重力：G甲=mg=8.28kgX10N/kg=82.8N（2）乙物体受到水的浮力：F浮乙=p水gV排=1.0x103kg/m3x10N/kgx0.001m

3、3=10N（3）根据杠杆的平衡条件：Fa-OA=Fb-OB导，FaXOAGxOA82.8 NX (2.2 m - 1.2 m )=69 NFb=OB=OB1.2m(4)由力的平衡得6乙=尸浮+Fb=10N+69N=79NG斤|乙=一 gmx79 N10 N/kg7.9 kg=7.9 kgP 乙L 0.001 m3=7.9 x 103 kg/m 33 .如图所示，一质量为70kg,底面积为0.04m2的物块置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆ABC勺A端,杠杆可绕O点转动.已知AOLOBOBLBC且AO：B0=5：6,BO：BC=3:4.（绳重和摩擦不计，g取10N/kg）(1)求物体的重力；(2

4、)在C端用F=200N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆静止平衡，且AOBC在水平位置.求物体对地面的压强.(3)试画出彳用在C点使杠杆平衡(AOBC处于水平)，且物体对地面的压强恰好为0时，所需的最小的力的力臂，并求出该力的大小.解：(1)G=mg=70kgx10N/kg=700N(2)在C端用F=200N的力竖直向下拉杠杆，拉力F的力臂大小等于BCAO：BO=5：6,BO：BC=3：4.AO：BC=5：8FiXAO=FXBCFi=FXBC=200NX8=320NAO5物体对地面的压力：F压=G-Fi=700N320N=380NF380N物体对地面的压强：P=S=004#=9500Pa如图所示，BO

5、：BC=3：4根据勾股定理可知BO：OC=3:5.AO：OC=1：2GxAO=F2XOCAOF2 = Gx oc= 700 NX1-=350 N4 .如图所示，一轻质刚性薄板(可视为杠杆)的B端，挂一质量为2kg的物体，A端拴一细绳由一人站在地上用力拉，使其在水平位置平衡.绳与杆的夹角为30。，OAK为2m,O张为0.5日在支点O处放一质量为0.5kg的玩具汽车(可视为一点)，用1.0N的水平牵引力使小车向左匀速运动.g取10N/kg.(1)小车在O点时，为使杠杆在水平位置平衡，画出人的拉力F及其力臂l1,求出该拉力F的大小；(2)小车从O点向左匀速运动，牵引力对小车做多少功时人对绳的拉力减小

6、到零.解：(1)A端细绳的拉力方向沿绳子向下，从支点O作绳子拉力作用线的垂线段，即为拉力的力臂l1,如图所示:11=OAsin30=2mX0.5=1m物体的重力：Omg=2kgx10N/kg=20N根据杠杆平衡条件得：Fl1=GxOB拉力F=Gx OB 20 NX 0.5 m1=10 N(2)设小车从O点向左匀速运动的距离为s时，人对细绳的拉力减小到零,根据杠杆平衡条件得：G车s=G-OB0.5kgx10N/kgxs=20NX0.5m解得：s=2m小车从O点向左匀速运动，牵引力对小车做的功：WW=F牵s=1.0NX2m=2J类型2斜面的相关计算10 s可以把重为500 N的物体匀速拉到斜面顶端

7、，斜面长为4 m,高为2 m,5 .利用如图所示的斜面装置用时实际拉力为300N.求：(1)若沿斜面方向的拉力为F,物重为G斜面长为L,高为H,请利用总功、有用功和额外功的关系推导出摩擦力f的表达式.(2)拉力做功的功率是多少？(3)该斜面装置的机械效率是多少？解：(1)因为Wh=WWr,且W=FL,Wr=GHWfc=fL所以fL=FLGH,GH贝Uf=F(2)拉力做功：Wlm=FL=300NX4m=1200J拉力的功率：P=W1200J=120Wt10s(3)此过程中，所做的有用功：Wf=GH=500NX2m=1000J则斜面的机械效率：W1000J刀=7737-X10083.33%1W12

8、00J6.如图所示，重为3.2X104N的卡车，经过一段水平路面后，再以9.6X104W的功率沿与水平地面成30角的斜坡匀速向上爬行.已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2,斜坡的机械效率为80%.求：(1)卡车对水平路面的压强？(2)爬坡时卡车的牵引力是多少?(3)爬坡时卡车的牵引力1min所做的功是多少?解：(1)卡车轮胎对水平路面的压强为:= 6.4 X104PaFG3.2X104N产S=S=0.5m2(2)斜坡与水平地面成30角，则坡长s为坡高h的2倍，即s=2hWhGhGhG则斜面的机械效率为：T=三=Z77=VWFs2Fh2F4一爬坡时汽车的牵引力为：F=-=.=2X104N2X2

9、X80%功率恒定.W=Pt=9.6X104W60s=5.76X106J类型3滑轮的相关计算7. (2017枣庄)如图所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m,物体重G=4X103N,汽车重G车=3X104N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2X103N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍.请计算：(1)若汽车运动的速度为1.2m/s,则将物体由井底拉至井口，需要多长时间?(2)滑轮组的机械效率是多少？(保留一位小数)(3)汽车的牵引力是多大？(4)将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？解：(1)由图可知，滑轮组中由3段绳子承担重物，则物体上升的速度：11v物=3

10、V车=3x1.2m/s=0.4m/s物体由井底拉至井口需要的时间:t=lh=10m=25sv物v物0.4m/s(2)滑轮组的机械效率：WGhGhG4X103N”n/=WW=FsTFX3h=3F=3X2X103N.7%(3)由题意可得，汽车受到的阻力：f=0.05G车=0.05X3X104N=1500N汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用;由力的平衡条件可得牵引力：F牵=尸+=2X103N+1500N=3500N(4)汽车运动的距离：s车=$绳=3卜=3*10m=30m牵引力做功：W=F牵s车=3500NX30m=1.05X105J8.

11、 (2018邯郸一模)如图所示，放在水平桌面上的正方体物块A的质量为20kg;物体B重为18N,用水平向左的拉力F=60N匀速拉动物块A,使物体B在2s内竖直向上移动了0.4m.物块A受到的摩擦力为它自重的0.1倍，不计绳重及滑轮的摩擦，g取10 N/kg.(1)滑轮C所受重力.(2)利用滑轮C提升物体B的机械效率.求:拉力F做功的功率.解：(1)物块A的重力：G=nAg=20kgX10N/kg=200NA所受摩擦力：f=0.1G=0.1X200N=20N则绳子的拉力：T=F-f=60N-20N=40N由受力分析可得：T=G+2。则G=T-2G=40N-2X18N=4N(2)M=G-h=18N

12、X0.4m=7.2J11W总=T2h=40NX2-X0.4m=8JW7.2J则机械效率：7=而=Wj-=0.9=90%1 2hW8J1-x0.4m2(3)va=丁=0.1m/st2sP=F.va=60NX0.1m/s=6W9. (2018石家庄长安区一模)如图所示，利用滑轮组匀速拉动水平面上的物体.已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.2倍.物体被匀速拉动的距离为1m.若物体质量为20kg,滑轮组的机械效率为80%不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，g取10N/kg.求：(1)物体在水平面上匀速运动时受到的滑动摩擦力；(2)动滑轮的重力；(3)若物体质量为40kg,以0.1m/s的速度匀速运动，拉力F的功率.解：(1)物体受到的摩擦力：f=0.2m