2026年中考物理一轮复习重难专项四 简单机械综合计算课件

类型1杠杆与压强、浮力的综合计算例1

如图所示，重力不计的轻质杠杆AOB可绕支点O无摩擦转动，当把甲、乙两正方体分别挂在A、B两个端点上时，杠杆恰好在水平位置平衡，此时物体乙浸没在装有2.4kg水、底面积为200cm2的容器中且水未溢出，物体乙未与容器底接触。已知杠杆长2.2m，支点O距端点B的距离为1.2m，容器的质量为0.4kg，物体甲的质量为7.2kg，物体乙的边长为10cm(g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，忽略绳重)。求：(1)物体乙浸没时受到的浮力；(2)杠杆B端受到绳子的拉力；(3)物体乙的密度；(4)此时容器对桌面的压强。

练1(2021·菏泽)如图是一个水位监测仪的简化模型。杠杆AB质量不计，A端悬挂着物体M，B端悬挂着物体N，支点为O，OB=4OA。物体M下面是一个压力传感器，物体N是一个质量分布均匀的实心圆柱体，放在水槽中，当水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量

m2=4kg，高度H=1m，横截面积S=20cm2。(g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3)求：(1)物体N的密度ρ；(2)物体M的质量m1；(3)当压力传感器的示数F=40N时，求水槽内水的深度h。

练2(2022·潍坊)图甲是某卫生间马桶水箱的进水调节装置，图乙为其结构示意图，浮臂AB可视为绕O点转动的杠杆，OA=5cm，OB=1cm，A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接，浮筒质量为50g，B端通过细连接杆BD与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为0.2cm2。当水箱中无水或水量较少时，止水阀打开，水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时，浮筒推动杠杆，使止水阀刚好堵住进水管，停止进水，此时AB处于水平位置，连接杆竖直，大气压强p0=1.0×105Pa，进水管中水压p水=6.0×105Pa。除浮筒外其他装置所受重力不计，忽略所有摩擦，g取10N/kg，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。刚停止进水时，求：(1)浮筒所受重力；(2)进水管中的水对止水阀的压力；(3)连接杆BD对止水阀的压力；(4)浮筒排开水的体积。解：(1)浮筒质量m=50g=0.05kg，则浮筒所受重力：G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N。(2)进水管中的水对止水阀的压力：F水=p水S=6.0×105Pa×0.2×10-4m2=12N。(3)刚停止进水时，AB水平平衡，连接杆竖直，止水阀处于平衡状态，在竖直方向上，止水阀受到进水管中水向上的压力F水、大气向下的压力F气和连接杆BD向下的压力F，F水=F气+F，则F=F水-F气。大气对止水阀的压力：F气=p0S=1.0×105Pa×0.2×10-4m2=2N，则连接杆BD对止水阀的压力：F=F水-F气=12N-2N=10N。

类型2滑轮(组)与压强、浮力的综合计算例2

图甲是利用电动机通过滑轮组打捞水中物体A的示意图。某次打捞作业中，物体A在不可伸长的轻钢丝绳作用下，从水底以0.1m/s的恒定速度竖直向上匀速提升至离开水面。电动机的牵引功率P随打捞时间t的变化如图乙所示。已知物体A的体积V=0.8m3，质量m=2000kg。不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力，g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，求：(1)浸没时，物体A受到的浮力和拉力；(2)浸没时，滑轮组的机械效率；(3)动滑轮所受重力；(4)当物体A离开水面后，电动机的牵引功率。解：(1)物体A浸没时受到的浮力：F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3=8000N，物体A受到的重力：G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N，浸没时，物体A受到的拉力：F拉=G-F浮=2×104N-8000N=1.2×104N。

练3(2021·东营)如图是某科技小组设计的打捞装置示意图，已知被打捞的合金块密度为4×103kg/m3，体积为0.01m3。每个滑轮重100N，绳重和摩擦均忽略不计。(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg)(1)合金块下表面距水面5m时，求合金块下表面所受水的压强；(2)合金块未露出水面时，求合金块受到的浮力；(3)完全露出水面后，合金块在5s内匀速上升了2m，求人的拉力及其功率。

解：(1)合金块下表面所受水的压强：p=ρ水

gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa。(2)因为合金块浸没在水中，所以合金块排开水的体积：V排=V金=0.01m3，合金块所受的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N。

练4(2025·日照)由于突降暴雨，一件体积为0.3m3的物资浸没在了水坑中，其上表面距水面2m。如图是打捞物资所用起重机滑轮组的装置图，动滑轮重为600N且始终露在水面外，电动机的输出功率恒为9kW。打捞过程中，物资从水底开始运动到上表面刚露出水面前以某一速度做匀速直线运动；物资从完全离开水面到竖直提升到离水面3m高的过程中，保持1m/s的速度匀速运动，在此过程中电动机所拉绳子的拉力刚好达到这根绳子所能承受的最大拉力。已知