第十二章 简单机械 课件 2023-2024学年人教版物理 八年级下册

物理 八年级下册 人教版 第十二章 简单机械 专题训练 简单机械、压强、浮力、功、机械效率综合计算 类型一 杠杆类 1.(2021 深圳)深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上,一线施工人员正在紧张忙碌,进行架桥机钢梁吊装等施工作业。(g取10 N/kg) (1)图2为图1中起重机的简图,请画出阻力F2的力臂l2。 (2)图3为架桥机的装置图,已知箱梁的质量为5 105 kg,体积为200 m3,架桥机滑轮组总拉力为4 105 N,自由端移动距离为25 m,将箱梁提升1 m。求: ①箱梁的密度。 ②架桥机在此过程中的有用功。 ③架桥机在此过程中的机械效率。 2.如图所示,光滑带槽的轻质长木条AB可以绕支点O转动,木条的A端用竖直细线连接在地板上,OB长为0.5 m,在木条的B端通过细线悬挂一个质量为240 g、高为30 cm的均匀圆柱体木块,B端正下方放一盛满水的溢水杯。现将木块缓慢浸入溢水杯中,当木块底面浸到水下10 cm深处时,从溢水口处溢出1.0 N的水,此时杠杆处于水平平衡状态(不考虑细线的伸长)。求: (1)木块受到的浮力。 (2)木块的密度。 (3)若将一质量为100 g的小球从B点沿槽向A端匀速运 动,经4 s的时间,系在A端细绳的拉力恰好等于0, 则小球的运动速度为多少? 类型二 滑轮类 3.如图所示,某建筑工地用起重机将质量为3.6 t的货箱以0.5 m/s的速度匀速提升,吊臂上的滑轮组如图所示,若忽略绳重和摩擦,该滑轮组的机械效率为80%。(g取10 N/kg)求: (1)在10 s内货箱上升的高度。 (2)货箱的重力。 (3)吊臂上电动机拉力F的大小。 (4)依然利用此机械提升质量为4.1 t的货箱, 求此时滑轮组的机械效率。 4.如图甲所示,用电动机和滑轮组把密度为3 103 kg/m3、体积为1 m3的矿石,从水底匀速整个打捞起来,g取10 N/kg,水的密度为1 103 kg/m3。求: (1)矿石的重力。 (2)矿石浸没在水中受到的浮力。 (3)矿石露出水面前,电动机对绳子拉力的 功率为2.5 kW,矿石上升过程中的st图象 如图乙所示,求滑轮组的机械效率。 (4)如果不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦, 矿石露出水面后与露出水面前相比,滑 轮组机械效率会如何改变?为什么? 解:(1)如图所示。 (2)①箱梁的密度: = eq \f(m,V) = eq \f(5 105 kg,200 m3) =2.5 103 kg/m3;②箱梁重力:G=mg=5 105 kg 10 N/kg=5 106 N,将箱梁提升高度h=1 m,架桥机在此过程中的有用功:W有用=Gh=5 106 N 1 m=5 106 J; ③已知架桥机滑轮组总拉力F=4 105 N,自由端移动距离s=25 m,则总功:W总=Fs=4 105 N 25 m=1 107 J,架桥机在此过程中的机械效率: = eq \f(W有用,W总) = eq \f(5 106 J,1 107 J) =50%。 解:(1)当木块底面浸到水下10 cm深处时,从溢水口处溢出1.0 N的水,根据阿基米德原理得,木块受到的浮力:F浮=G排=1.0 N。 (2)圆柱体排开水的体积:V排= eq \f(F浮, 水g) = eq \f(1.0 N,1.0 103 kg/m3 10 N/kg) =1 10-4 m3, 圆柱体的高度为30 cm,浸入水中的深度为10 cm,则圆柱体的体积:V=3 V排=3 1 10-4 m3=3 10-4 m3,圆柱体的密度: = eq \f(m,V) = eq \f(0.24 kg,3 10-4 m3) =0.8 103 kg/m3。 (3)圆柱体的重力:G=mg=0.24 kg 10 N/kg=2.4 N,小球的重力:G球=m球g=0.1 kg 10 N/kg=1 N,圆柱体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力,所以木块受到的拉力:F拉=G-F浮=2.4 N-1.0 N=1.4 N,物体间力的作用是相互的,则木块对杠杆的拉力:FB=F拉=1.4 N。设小球的运动速度为v,则小球滚动的距离s=vt,当A端的拉力为0时,杠杆再次平衡,此时小球到O点距离:s′=s-OB=vt-OB=v 4 s-0.5 m, 根据杠杆平衡条件可知:G球 s′=FB OB,即:1 N (v 4 s-0.5 m)=1.4 N 0.5 m,解得:v=0.3 m/s。 解:(1)由v= eq \f(s,t) 可得,在10 s内货箱上升的高度:h=s货箱=vt=0.5 m/s 10 s=5 m。 (2)货箱的重力:G=mg=3.6 103 kg 10 N/kg=3.6 104 N。 (3)由图可知,动滑轮上绳子的段数为3,该滑轮组的机械效率 = eq \f(W有用,W总)