（河北专版）2019中考物理总复习 滚动小专题（二）简单机械的相关计算.doc

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1、1滚动小专题滚动小专题( (二二) ) 简单机械的相关计算简单机械的相关计算类型 1 1 杠杆的相关计算 1 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m3 kg，OA0.03 m，OB0.30 m，求此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1的大小(g取 10 N/kg)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， 3 kg 铅球的重力即为阻力F2， 则阻力：F2Gmg3 kg10 N/kg30 N 由图知，l1OA0.03 m，l2OB0.30 m 根据杠杆的平衡条件：F1l1F2l2 即：F

2、10.03 m30 N0.30 m 解得F1300 N 2 2(2018毕节)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 2.2 m，支点O距端点B的距离为 1.2 m，物体甲的质量为 8.28 kg，物体乙的体积为 0.001 m3.(g取 10 N/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m甲g8.28 kg10 N/kg8

3、2.8 N (2)乙物体受到水的浮力：F浮乙水gV排1.0103 kg/m310 N/kg0.001 m310 N (3 )根据杠杆的平衡条件：FAOAFBOB得，FBFAOA OBG甲 OA OB69 N82.8 N （2.2 m1.2 m） 1.2 m(4)由力的平衡得G乙F浮FB10 N69 N79 Nm乙7.9 kgG乙 g79 N 10 N/kg乙7.9103 kg/m3m乙 V乙7.9 kg 0.001 m33 3如图所示，一质量为 70 kg，底面积为 0.04 m2的物块置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆ABC的A端， 杠杆可绕O点转动已知AOOB、OBBC，且AOBO56，B

4、OBC34.(绳重和摩擦不计，g取 10 N/kg)2(1)求物体的重力； (2)在C端用F200 N 的力竖直向下拉杠杆，使杠杆静止平衡，且AO、BC在水平位置求物体对地面的压 强 (3)试画出作用在C点使杠杆平衡(AO、BC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)Gmg70 kg10 N/kg700 N (2)在C端用F200 N 的力竖直向下拉杠杆，拉力F的力臂大小等于BC AOBO56，BOBC34 AOBC58F1AOFBC F1 F200 N 320 NBC AO8 5物体对地面的压力： F压GF1700 N320 N380

5、 N物体对地面的压强：p 9 500 PaF S380 N 0.04 m2(3)如图所示，BOBC34 根据勾股定理可知BOOC35 AOOC12 GAOF2OCF2 G700 N 350 NAO OC1 24 4如图所示，一轻质刚性薄板(可视为杠杆)的B端，挂一质量为 2 kg 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，OA长为 2 m，OB长为 0.5 m，在支点O处放一质量为 0.5 kg 的玩具汽车(可视为一点)，用 1.0 N 的水平牵引力使小车向左匀速运动g取 10 N/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

6、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：l1OAsin302 m0.51 m3物体的重力：Gmg2 kg10 N/kg20 N 根据杠杆平衡条件得：Fl1GOB，拉力F10 NGOB l120 N 0.5 m 1 m(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sGOB 05 kg10 N/kgs20 N0.5 m 解得：s2 m 小车从O点向左匀速运动，牵引力对小车做的功： W

7、F牵s1.0 N2 m2 J 类型 2 2 斜面的相关计算 5 5利用如图所示的斜面装置用时 10 s 可以把重为 500 N 的物体匀速拉到斜面顶端，斜面长为 4 m，高为 2 m，实际拉力为 300 N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W额W总W有，且W总FL，W有GH，W额fL 所以fLFLGH则fFGH L(2)拉力做功：W总FL300 N4 m1 200 J拉力的功率：P 120 WW t1 200 J 10 s(3)

8、此过程中，所做的有用功： W有GH500 N2 m1 000 J 则斜面的机械效率：100%83.33%W有 W总1 000 J 1 200 J6 6如图所示，重为 3.2104 N 的卡车，经过一段水平路面后，再以 9.6104 W 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 0.5 m2，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 1 min 所做的功是多少？ 解：(1)卡车轮胎对水平路面的压强为：p 6.4104 PaF SG S3.2 104 N 0.5 m2(2)斜坡与水平地

9、面成 30角，则坡长s为坡高h的 2 倍，即s2h则斜面的机械效率为：W有用 W总Gh FsGh 2FhG 2F4爬坡时汽车的牵引力为：F2104 NG 23.2 104 N 2 80%(3)功率恒定 WPt9.6104 W60 s5.76106 J类型 3 3 滑轮的相关计算 7 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 10 m，物体重 G4103 N，汽车重G车3104 N，汽车匀速拉绳子时的拉力F2103 N，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 1.2 m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？ (2)

10、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：v物v车 1.2 m/s0.4 m/s1 31 3物体由井底拉至井口需要的时间：t25 ss v物h v物10 m 0.4 m/s(2)滑轮组的机械效率：66.7%W有 W总Gh FsGh F 3hG 3F4 103 N 3 2 103 N(3)由题意可得，汽车受到的阻力： f0.05G车0.053104 N1 500 N 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

11、力、向左的阻力作 用；由力的平衡条件可得牵引力： F牵Ff2103 N1 500 N3 500 N (4)汽车运动的距离：s车s绳3h310 m30 m 牵引力做功：W牵F牵s车3 500 N30 m1.05105 J 8 8(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 20 kg；物体B重为 18 N，用水平 向左的拉力F60 N 匀速拉动物块A，使物体B在 2 s 内竖直向上移动了 0.4 m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.求：(1)滑轮C所受重力 (2)利用滑轮C提升物体B的机械效率 (3)拉力F做功的功率 解：

12、(1)物块A的重力：GAmAg20 kg10 N/kg200 N A所受摩擦力：f0.1GA0.1200 N20 N 则绳子的拉力：TFf60 N20 N40 N5由受力分析可得：TGC2GB 则GCT2GB40 N218 N4 N (2)W有GBh18 N0.4 m7.2 JW总Th40 N 0.4 m8 J1 21 2则机械效率：0.990%W有 W总7.2 J 8 J(3)vA0.1 m/s1 2h t1 2 0.4 m2 sPFvA60 N0.1 m/s6 W 9 9(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.

13、2 倍物体被匀速拉动的距离为 1 m若物体质量为 20 kg，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 10 N/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 40 kg，以 0.1 m/s 的速度匀速运动，拉力F的功率 解：(1)物体受到的摩擦力：f0.2mg0.220 kg10 N/kg40 N(2)W有 W总fs Fnsf nF忽略绳重和绳与滑轮间摩擦：F (G动f)1 n综上，得：G动f40 N10 Nf 40 N 80%(3)40 kg 物体受到的摩擦力：f0.2mg0.240 kg10 N/kg80 N此时的拉力：F (fG动) (80 N10 N)30 N1 n1 3拉力的功率：PFnv30 N30.1 m/s9 W