内容正文:
专题06 简单机械单元知识点讲解与典型题解析(巅峰突破)
单元知识思维导图
考点1:杠杆作图
典例.如图所示,有一个杠杆,可绕点自由转动,端吊着一个物体请画出使杠杆在图示位置静止时最小力的示意图及其力臂.
练习.如图所示,举着哑铃的前臂骨骼可看成杠杆,画出动力的示意图及阻力的力臂.
考点2:杠杆的最小力问题
典例.如图所示,用工具撬钉子时,向哪一个方向撬最省力( )
A. 沿的方向
B. 沿的方向
C. 沿的方向
D. 沿的方向
练习.如图所示,为一根杠杆,为支点,杠杆自重不计,且,在杠杆右侧处挂一个重为的物体,当段在水平位置平衡时,在端需施加的最小力为;当段在水平位置平衡时,加在端的最小力为,则 ( )
A. B. C. D. 无法比较
考点3:杠杆的动态平衡
典例.用图示装置探究杠杆的平衡条件,保持左侧的钩码个数和位置不变,使右侧弹簧测力计的作用点固定,改变测力计与水平方向的夹角,动力臂也随之改变,所作出的“”图象和“”图象中,正确的是( )
A. B. C. D.
练习.在“富国强军”的时代要求下,大连造船厂建造了首艘国产航空母舰。在建造过程中需要使用大型起重机“龙门吊”。它主要由主梁和支架构成,可以提升和平移重物,其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中,右支架对主梁的支持力与重物移动距离的关系图象是 ( )
A. B. C. D.
考点4:滑轮和滑轮组
典例.如图所示的装置,用水平拉力使重物体以的速度在水平地面上匀速前进。物体受到滑动摩擦力的大小为,不计滑轮重、轴摩擦及绳重,则拉力的大小为 。
练习.边长为质量均匀的正方体物体,放在水平地面上对地面的压强为。如图所示装置,横杆可绕固定点在竖直平面内转动,系在横杆端的细绳通过动滑轮连着物体,用力在点竖直向上提横杆时,横杆在水平位置平衡,此时物体对地面的压强为,若仍用力在距离点处竖直向上提横杆,使横杆仍在水平位置平衡,此时物体对地面压强为,已知横杆长,,取,不计横杆质量、绳质量和摩擦。则下列选项中正确的是。( )
A. 物体的质量为 B. 物体的密度为
C. 动滑轮的质量为 D. 力的大小为
考点5:滑轮组机械效率
典例.如图所示,重为的物体在拉力的作用下,以速度匀速运动了,已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的分之一,不计绳重、绳与轮、轮与轴间的摩擦,下列说法正确的是
( )
A. 使用该滑轮组一定省力 B. 拉力的功率为
C. 额外功为 D. 滑轮组的机械效率为
练习.如图甲所示的装置,是重的空吊篮,绳子和能承受的最大拉力分别为和。质量为的小张同学将提升到高处,施加的拉力随时间变化关系如图乙所示,上升的速度随时间变化关系如图丙所示。小张同学与地面的接触面积为,忽略绳重及摩擦取。求:
内拉力的功率;
动滑轮所受的重力;
内人对地面的压强;
用此装置匀速提升重物时的最大机械效率。
专题06 简单机械单元知识点讲解与典型题解析(巅峰突破)
单元知识思维导图
考点1:杠杆作图
典例.如图所示,有一个杠杆,可绕点自由转动,端吊着一个物体请画出使杠杆在图示位置静止时最小力的示意图及其力臂.
【答案】
【解析】【分析】
首先明确杠杆的相关要素,再考虑要想使力最小,就得使力臂最大,据此选择力作用的位置及方向,最后作图表示出来。
本题考查在杠杆的作图中应注意的事项,首先要认清杠杆的相关要素,其次再根据怎样得到最长的力臂,才能找到最小的力的位置与方向。
【解答】
根据杠杆平衡条件,动力臂越长越省力,力的作用点确定,从支点到动力作用点的距离便为最长的力臂;图中为支点,要使杠杆平衡且动力最小,就应该让力作用在点,是最长的力臂,则力应与垂直且向上,如图所示:
。
练习.如图所示,举着哑铃的前臂骨骼可看成杠杆,画出动力的示意图及阻力的力臂.
【答案】
【解析】【分析】
由图知,肘关节是支点,哑铃对手的拉力是阻力,方向竖直向下,肱二头肌收缩产生的力是动力;
阻力臂是支点到阻力作用线的垂直距离。
本题考查了动力、阻力臂的作图,特别是动力的画法,有一定难度。
【解答】
肱二头肌收缩产生的力是动力,方向斜向右上方;从支点分别向做垂线段,得到阻力臂,如图所示:
。
考点2:杠杆的最小力问题
典例.如图所示,用工具撬钉子时,向哪一个方向撬最省力( )
A. 沿的方向
B. 沿的方向
C. 沿的方向
D. 沿的方向
【答案】B
【解析】解:由图可知,方向向上的两个力、选用的支点是下图中的点,而方向向下的两个力、选用的支点是下图中的点;
根据杠杆平衡条件可知,要使动力最小,须使动力臂最大,所以应该选用点作为支点,则选项C、排除;
又由于的方向与杆子竖直,对应的力臂大于对应的力臂,故沿的方向的