专题05 杠杆型综合计算专题-决胜2021年中考物理压轴题全揭秘

专题05—杠杆型综合计算专题 考点01：杠杆平衡类力学综合计算： 此考点重点是对杠杆的平衡条件即F1×L1=F2×L2的考查，同时能正确分析物体受力情况，并在确定动力与及阻力的前题下正确确定动、阻力对应的力臂，然后运用杠杆平衡条件及平衡力的知识，即可求解相应的未知量。 例1：（2020·潍坊）疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量m1=10kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.5m，OB长0.5m，大壮质量m2=56kg，g取10N/kg，求此时： （1）大壮对杆的拉力大小； （2）地面对大壮的支持力大小。 【变式1-1】（2020杭州中考）杆秤是一种用来测量物体质量的工具，小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移到O点提纽处时，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为O刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA=5cm，OB=10cm， （1）计算秤砣的质量。 (2)小金在B处标的刻度应为 kg.若图中OC=2OB，则C处的刻度应为 kg.. (3)当秤盘上放一质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数 （填“ ＞”“＜”）kg，由此可知一杆秤不能随意更换秤砣。 【变式1—2】(2020邢台模拟试题)如图12所示，绕O转动的轻杆OP长1m, P端用细绳系于N点。现有一质量为1kg的物体A通过滑环挂在杆上，（已知滑环和绳子的质量忽略不计），杆OP与水平方向成300，滑环刚好能沿杆向P端匀速下滑。已知OM的长度为0.1m,滑环沿杆滑动的速度为0.04m/s，细绳能承受的最大拉力为9N，（g=10N/kg）求： （1）滑环在点M时，请画出绳子作用在P点的拉力的力臂； （2）滑环从点M滑过，经过多长时间细绳会断裂； （3）在上述过程中，重力对物体A做功的功率是多少？ 例2：（2019·湘潭）如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。起重机起动时滑轮组将重物竖直向上匀速提起，其中N是柱塞，可向上支撑起起重臂ODC．重物和动滑轮总重为15000N，不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重。问： （1）钢丝绳自由端上作用力F的大小为 N。 （2）当柱塞向上支撑起起重管绕固定端O转动时，起重臂ODC是 力杠杆。 （3）当重物以0.4m/s的速度匀速上升时，钢丝绳自由端上作用力F的功率是多少？ 【变式2—1】(2019－2020盐山实验中学八年级第二学期竞赛试题)“塔吊”是现在建筑工地上常见的起重设备，用它可将重物方便地安放到工作区，如下图所示，现有一“塔吊”它有水平臂AD可分为AB和BD两部分，AB叫平衡臂，BD叫吊臂，A端装有配重物，它的质量m=5t，C处装有可在水平臂上移动的滑轮组，C移动的范围是从B点到D点，已知AB=10m，BD=50m，若“塔”身宽度与铁架滑轮组重力及摩擦均不计，求： ⑴当C移动到D点时计算该“塔吊”能吊起重物的最大质量。 ⑵今想用此装置吊起质量为2t的物体，那么为安全起吊，C处最远可以移动到离B点多远的地方。 ⑶C处是一只有一个动滑轮的滑轮组，该动滑轮部分的放大图如乙图所示，滑轮上的钢绳最后绕在电动卷扬机的轴上，现起吊质量为2t的物体，当物体以0.5m/s的速度上升时滑轮上的钢绳受到的拉力多大？如电动卷扬机的效率是80%，则配套的电动机的功率至少是多大。 考点02：杠杆与压强类力学综合计算题： 杠杆与压强类综合计算题：在考查杠杆平衡条件的同时，还通常与固体压强的计算相互联系，此类题型应知道当物体在力的作用下，没有离开支持面时，物体受到三个力，即重力、支持力、向上的拉力，在三个力的作用下，物体对地面的压强P=F压/S面=G－F拉/S物代入题中已知数据，即可求解物体对支持面的压强；若在杠杆拉力作用下，物体对支持面的压强恰好为零，则表示作用在物体的拉力恰好等于物体的重力，此时由于重力的原因作用在杠杆上的阻力即为物体本身的重力。 例1：（2019河北中考）如图所示，一轻质杠杆AB．长1m，支点在它中点O．将重分别为10N和2N的正方体M、N用细绳系于杆杆的B点和C点，已知OC：OB＝1：2，M的边长L＝0.1m。 （1）在图中画出N受力的示意图。 （2）求此时M对地面的压强。 （3）若沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为h的部分，然后将C点处系着N的细绳向右移动h时，M对地面的压强减小了60Pa，求h为多少。 【变式1-1】（2020河北中考说明检测试题）现有一根足够长且质量不计的杠杆水平静止在支架上，如图所示，OA：OB=2：1,物体M1是密度为3×103kg/cm3、棱长为