（精讲PPT）第1部分 13微专题二 简单机械综合计算（精讲本）-【智乐星中考·中考备战】2023年山东潍坊中考物理

精讲本 2023 潍坊 物理 1 微专题二　简单机械综合计算 杠杆与浮力结合的计算 类型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2.4 kg水、底面积为200 cm2的容器中且水未溢出，物体乙未与容器底接触。已知杠杆长2.2 m，支点O距端点B的距离为1.2 m，容器的质量为0.4 kg，物体甲的质量为7.2 kg，物体乙的边长为10 cm(g取10 N/kg，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。 4 4 5 5 6 6 滑轮(组)与浮力结合的计算 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 0.1 m/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＝0.8 m3，质量 m＝2 000 kg。不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力，g取10 N/kg，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。 类型2 7 8 8 9 9 10 10 组合机械的相关计算 如图，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500 N，OA∶OB＝2∶3，每个滑轮重为20 N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M2以0.5 m/s速度匀速上升了5 m。(杠杆与绳的自重、摩擦均不计)求： (1)物体M2的重力； (2)拉力F的功率； (3)物体M1对水平面的压力。 类型3 11 12 12 13 13 14 14 15 15 点击进入Word版 16 解：(1)物体乙浸没时排开水的体积： V排＝V乙＝(10 cm)3＝1 000 cm3＝1×10－3 m3， 物体乙受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝10 N。 (2)杠杆A端受到的拉力： FA＝G甲＝m甲g＝7.2 kg×10 N/kg＝72 N， 由杠杆平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB， 杠杆B端受到的拉力：FB＝eq \f(OA,OB)×FA＝eq \f(2.2 m－1.2 m,1.2 m)×72 N＝60 N。 (3)绳对物体乙的拉力F乙＝FB，物体乙所受的重力： G乙＝F浮＋F乙＝10 N＋60 N＝70 N， 物体乙的质量： m乙＝eq \f(G乙,g)＝eq \f(70 N,10 N/kg)＝7 kg， 物体乙的密度： ρ乙＝eq \f(m乙,V乙)＝eq \f(7 kg,1×10－3 m3)＝7×103 kg/m3。 (4)水和容器所受的总重力： G0＝m0g＝(2.4 kg＋0.4 kg)×10 N/kg＝28 N， 容器对桌面的压力： F＝F支＝G0＋G乙－F乙＝28 N＋70 N－60 N＝38 N， 容器对桌面的压强： p＝eq \f(F,S)＝eq \f(38 N,200×10－4 m2)＝1 900 Pa。 解：(1)物体A浸没时受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.8 m3＝8 000 N， 物体A所受重力： G＝mg＝2 000 kg×10 N/kg＝2×104 N， 物体A受到的拉力： F拉＝G－F浮＝2×104 N－8 000 N＝1.2×104 N。 (2)由图乙可知，物体A浸没在水中时，电动机的功率较小， 此时功率P1＝1.5 kW＝1 500 W， 由图甲可知，n＝3，电动机拉绳的速度：v＝3v物＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s， 由P＝eq \f(W,t)＝eq \f(Fs,t)＝Fv可得，电动机的牵引力：F牵＝eq \f(P1,v)＝eq \f(1 500 W,0.3 m/s)＝5 000 N， 此时滑轮组的机械效率： η＝eq \f(W有,W总)＝eq \f(F拉h,F牵s)＝eq \f(F拉h,F牵×3h)＝eq \f(F拉,3F牵)＝eq \f(1.2×104 N,3×5 000 N)×100%＝80%。 (3)不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力， F牵＝eq \f(1,n)(F拉＋G动)，则动滑轮所受重力： G动＝nF牵－F拉＝3×5 000 N－1.2×104 N＝3 000 N。 (4)物体A离开水面后，F牵′＝eq \f(1,n)(G＋G动)， 电动机的牵引功率： P2＝F牵′v＝eq \f(1,n)(G＋G动)v＝eq \f(1,3)×(2×104