5年中考3年模拟试卷初中物理八年级下册10专项素养综合全练（十）

专项素养综合全练(十)简单机械的综合计算类型一与杠杆有关的综合计算1.【学科素养·科学思维】(2023安徽合肥庐阳二模)如图所示,用竖直向上的拉力F作用在杠杆末端A点,将挂在杠杆中点B的重为150N的物体匀速缓慢提升0.5m。A点沿竖直方向上升1m。已知杠杆的质量分布均匀,自重为30N。(不计绳重及摩擦)(P8212005)(1)求力F的大小;(2)求将重物匀速提升时杠杆的机械效率(结果精确到0.1%)。2.(2023河北保定莲池二模)如图所示,轻质水平木杆AB可以绕O点转动,在杆的B端用细线悬挂一正方体物块M,使该物块静止在水平桌面上,该物块的边长为20cm,质量为12kg,已知AO长度是OB长度的3倍。在A点用F=30N的力竖直向下拉木杆时,求:(g取10N/kg)(1)B端绳对物块M的拉力;(2)物块M对桌面的压强;(3)撤去A端的力F后沿竖直方向将物块M左右两侧各切下一块厚为h的长方体,然后将切下的部分都叠放在杠杆的A端(默认叠放后的长方体对杠杆的作用力作用在A点),此时物块M剩余部分对地面压强为零,则h为多少?类型二与滑轮有关的综合计算3.(2023四川眉山中考)如图所示,工人用滑轮组提升重物,已知重物重力G物=1000N,动滑轮重力G动=200N。在工人用力F作用下,重物匀速上升,30s达到规定高度6m处。不计绳重和机械之间的摩擦。求:(P8212005)(1)拉力做功的功率;(2)滑轮组的机械效率;(3)若用该装置提升另一重物时,机械效率达到90%,则该重物的重力是多少。4.【跨学科·物理学与工程实践】(2023黑龙江龙东地区一模)如图甲所示是建造大桥时所用的起吊装置示意图,若使用柴油机和滑轮组将实心长方体A从海底以0.1m/s的速度匀速吊出海面;图乙是物体A所受拉力F1随时间t变化的图象。(海水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,不计水的阻力)求:(1)物体A的密度;(2)当物体A在计时起点的位置时,上表面受到海水的压强;(3)物体A露出水面前,柴油机对绳的拉力F做的功W随时间t的变化图象如图丙所示,则此过程中滑轮组的机械效率是多少?5.【跨学科·物理学与日常生活】(2023内蒙古阿荣旗二模)为了尽快疏通道路,抢险救援人员利用如图所示的滑轮组将质量为3t的故障车拖出公路,已知地面对故障车的阻力为其重力的0.08倍,在水平拉力F为1×103N作用下故障车在30s内沿水平方向匀速直线移动了3m,g取10N/kg。求:(1)故障车受到地面的阻力;(2)拉力F的功率;(3)该滑轮组的机械效率。类型三与斜面有关的综合计算6.(2023湖南郴州中考)如图所示,在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到顶端所用的时间为4s。沿斜面向上的拉力F=9N,斜面中AB=5m,AC=4m,物体与斜面的接触面积为100cm2,斜面对物体的支持力为8N。求:(P8212005)(1)物体在斜面上的速度;(2)物体对斜面的压强;(3)斜面的机械效率。(计算结果保留一位小数)7.【劳动教育】【新独家原创】如图所示,小龙用时20s将一箱子从斜面底端匀速推至顶端。已知他的推力功率为80W,斜面长4m,高2m,斜面的机械效率为80%。求整个过程中:(g取10N/kg,不计空气阻力)(1)小龙对箱子做的功;(2)小龙对箱子的推力;(3)箱子的质量;(4)箱子受到斜面的摩擦力。

答案全解全析1.解析(1)该过程中阻力臂与动力臂的比值始终等于杠杆在水平位置时阻力臂与动力臂的比值,即OBOA=12,由杠杆平衡条件得,F×OA=(G+G杆)×OB,可得,F=(G+G杆)×OBOA=(150N+30N)×OB2OB=90N;(2)杠杆做的有用功W有用=Gh=150N×0.5m=75J,杠杆所做的总功W总=Fs=90N×1m=90J,2.解析(1)由杠杆平衡条件得,M对B端绳的拉力为FB=F×AOOB=F×3=30N×3=90N,B端绳对物块M的拉力为FM=FB=90N;(2)物块M受到的支持力为F支=GM-FM=mg-FM=12kg×10N/kg-90N=30N,物块对桌面的压力为F压=F支=30N,物块M对桌面的压强为p=F压S=30N(0.2m)2=750Pa;(3)由杠杆平衡条件得2ℎ20×10−2mGM·AO=(GM-2ℎ3.解析(1)有用功为W有=G物h=1000N×6m=6000J;额外功为W额=G动h=200N×6m=1200J;总功为W总=W有+W额=6000J+1200J=7200J;拉力做功的功率为P=W总t=7200J30s=240W;(2)滑轮组的机械效率η=W有W总=6000J7200J≈83.3%;(3)不计绳重和机械之间的摩擦,根据η=W有W总=G物ℎG物ℎ+G动4.解析(1)根据图乙可知,物体的重力GA=F1=3×105N,物体的质量mA=GAg=3×105N10N/kg=3×104kg,物体浸没时受到的浮力F浮=GA-F1'=3×105N-2×105N=1×105N,物体的体积VA=V排=F浮ρg=1×105N1.0×103kg/m3×10N/kg=10m3,物体A的密度ρA=mAVA=3×104kg10m3=3×103kg/m3;(2)物体在80s内上升的高度h=vt=0.1m/s×80s=8m,即物体在计时起点的位置时上表面在水中所处的深度h=8m,物体上表面受到的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa;(3)由图丙可知,物体运动80s,拉力做的功W=2×106J,有用功W有5.解析(1)故障车受到的重力G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N,由题意可知,故障车受到地面的阻力:f=0.08G=0.08×3×104N=2.4×103N;(2)绳子自由端移动的距离s=ns车=3×3m=9m,拉力做的总功W总=Fs=1×103N×9m=9×103J,拉力F做功的功率P=W总t=9×103J30s=300W;(3)拉力做的有用功W有=fs车=2.4×103N×3m=7.2×103J,滑轮组的机械效率η=6.解析(1)物体的速度v=st=5m4s=1.25m/s;(2)p=FS=8N10−2m2=800Pa;(3)斜面的高度h=s2−l2=(5m)2−(4m)2=3m,拉力做的有用功W有用=Gh=10N×3m=30J,拉力做的总功W总=Fs7.解析(1)小龙对箱子做的功W=Pt=80W×20s=1600J;(2)小龙对箱子的推力F=Ws=1600J4m=400N;(