内容正文:
专题10 简单机械综合
(知识梳理+模考题型训练+历年真题拔高)
知识点01:杠杆相关计算
1.杠杆平衡条件:
(1)杠杆的平衡态:静止或匀速转动。
(2)公式:F1l1 = F2l2
(3)说明:分析杠杆问题要找好支点、动力和阻力的方向、力臂。
①想象杠杆转动起来,支点是杠杆转动过程中唯一不动的点;
②动力和阻力都是杠杆受的力;
③力臂是从支点到力的作用线的垂线段的长度。
④在判断动力和阻力的方向时,要注意动力和阻力产生的作用效果是相反的,也就是让杠杆旋转的方向是相反的。
2.杠杆的最小力问题:此类问题通常阻力和阻力臂均保持不变,所以最小力(动力)的问题就是找最大力臂(动力臂)。
3.杠杆和浮力综合:
注意杠杆平衡条件中的力都是杠杆直接受到的力,所以这类问题一定要对受浮力的物体进行受力分析,列出力的平衡方程,整理出杠杆直接受力的表达式,再列杠杆平衡方程求解。
4.杠杆和压力、压强综合:
因为物体对地面的压力大小等于地面对物体的支持力(相互作用力),所以,一定要对受支持力的物体进行受力分析,列出力的平衡方程,整理出杠杆直接受力的表达式,再列杠杆平衡方程求解。
知识点02:滑轮组相关计算
1.竖拉问题:
(1)物体在空气中:不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦,n为提升动滑轮绳子的段数
受力情况:nF=G物+G动
移动距离:s=nh
移动速度:v绳=nv物
机械效率:η ====
注意:η ==,使用条件:不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦。
(2)物体在液体中:不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦,n为提升动滑轮绳子的段数
受力情况:nF+F浮=G物+G动
移动距离:s=nh
移动速度:v绳=nv物
机械效率:η ====
注意:η ==,使用条件:不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦。
2.横拉问题
(1)物块匀速直线运动,所受滑动摩擦力为f。
受力情况:2F=f
移动距离:s绳=2s物
移动速度:v绳=2v物
(2)物块匀速直线运动,所受滑动摩擦力为f。
受力情况: F=2f
移动距离:s物= 2sF
移动速度:v物= 2vF
费力但省距离
一.选择题
1.(2023•大连模拟)如图轻杆(不计杠杆重力),O为支点,物重为30N,OA:AB=1:2,在竖直向上的拉力作用下始终保持平衡状态。下列说法,正确的是( )
A.图甲位置,仅增加物重,则拉力变化量与物重变化量之比为3:1
B.图甲位置时,拉力大小为15N
C.该杠杆与镊子类型相同
D.如图乙保持拉力方向不变,将轻杆匀速提到虚线位置,拉力不变
2.(2023•沈阳三模)肌肉注射是一种常用的药物注射治疗方法,如图甲所示是注射器吸取药液时的情景,如图乙所示是医疗废物垃圾桶,如图丙所示是医疗废物垃圾桶的力学示意图。下列说法正确的是( )
A.注射器吸取药液时,是利用大气压强把药液压入注射器内
B.注射器的针头做得很尖,是为了减小压强
C.杠杆ABC为费力杠杆
D.在如图丙所示位置,杠杆A'B'C的动力臂是A'B',阻力臂是B′C′
3.(2023•根河市校级二模)如图所示,O为杠杆AB的支点,B点挂一重物G,若在A点分别施加F1、F2、F3、F4四个力,其中能使杠杆在水平位置平衡的最小的力是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
4.(2023•苍溪县模拟)如图所示,在拉力F作用下,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),所用拉力F最小的是图( )
A.
B.
C.
D.
5.(2023•商水县模拟)工人用如图所示的装置运送砂石。下列说法正确的是(不计绳重、动滑轮重和摩擦)( )
A.滑轮组中的定滑轮只能改变力的方向
B.图中动滑轮相当于一个费力杠杆
C.绳子自由端下拉1m,桶上升2m
D.质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石
二.填空题
6.(2023•岱岳区一模)如图所示,物体A在水平桌面上,绳重、绳子与滑轮间的摩擦及滑轮与轴间摩擦不计,动滑轮重力为2N。当B物体重力为8N时,它恰好能匀速下降。物体A所受的摩擦力为 N。若用一个水平向左的力F拉物体A,使其向左匀速运动,则这个力F大小应为 N。
7.(2023•曲江区校级三模)小明用如图所示的动滑轮将130N的水和10N的桶匀速提起0.2m,动滑轮重20N(不计绳重和摩擦),小明拉绳子的动力为 N;小明做的有用功是 J;如果向水桶内再加入40N
的水,则提起时动滑轮的机械效率将 (选填“变大“变小”或“不变”)。
8.(2023•中山市校级模拟)用如图所示的滑轮组,拉动水平地面上重为100N的物体匀速前进2m,测出绳子上A点拉力的大小为16N,忽略滑轮和绳重,绳子末端的拉力F至少要等于