专题10 斜面及简单的机械组合问题--2024年中考物理答题技巧与模板构建

专题10 简单的机械组合问题（压轴题） 模型构建｜真题试炼｜模拟演练｜题组通关 识 中考·模型解读 高频模型 中考题型分布 分值占比 模型01 斜面与滑轮组合模型（高频考点） 选择题、填空题、计算题 4~7分 模型02 杠杆与滑轮组组合模型（高频考点） 选择题、填空题、计算题 4~8分 模型03 滑轮组与浮力组合模型（重难考点） 选择题、填空题、计算题 6~10分 模型04 杠杆与浮力的组合模型（重难考点） 选择题、填空题、计算题 6~10分 善 总结·模型构建 模｜型｜构｜建 模型01 斜面与滑轮组组合模型 『模型解读』 (1)斜面的机械效率 对于斜面，利用W=Gh求斜面对物体做的有用功，若F是直接作用在物体上的拉力，s是斜面的长度，利用W=Fs求直接拉物体做的总功，等于有用功Gh与总功 Fs之比。 (2)斜面顶端为滑轮组，可利用滑轮组的公式进行相关计算。 (3)整个装置的机械效率： 利用W=Gh求斜面上绳子对物体做的有用功，是整个装置的有用功；利用W=Fs求滑轮组绳子自由端的拉力做的功，是整个装置的总功；整个装置的机械效率等于斜面的有用功与滑轮组的总功之比。 『核心提示』 解 真题·思维剖析 【例1】（2023·四川资阳·中考真题）随着疫情防控形势的好转，人民群众的生产生活秩序逐步恢复正常，各地的基础设施项目正在热火朝天的开工建设。如图所示，某建筑工地上，工人通过固定在斜面顶端的滑轮组把工件匀速拉上斜面。已知斜面高，长，工人施加的拉力，工件的质量，工件沿斜面上升的速度；若不计工件和滑轮组长度，忽略绳和动滑轮重量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦，g取10N/kg。求： （1）拉力F做功的功率P； （2）整个装置的机械效率； （3）工件所受斜面的摩擦力f。 变式演练 【变式1-1】（2023·四川凉山·模拟预测）如图所示，利用滑轮把重为300N的物体从斜面底端沿斜面往上匀速拉动10m，物体升高了6m，所用时间为10s，该装置的机械效率为，绳子自由端拉力为F，其方向始终与斜面平行，求在此过程中拉力做的有用功 ，拉力的大小为 ，拉力的功率为 。    【变式1-2】（多选）（2022·山东滨州·二模）救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g=10N/kg）。在小车A由水平路面被拖上救援车的过程用时40s，在此过程中下列说法正确的是（　　）    A．车载电机对钢绳拉动的速度是0.125m/s B．钢绳所做的有用功是20000J C．整个装置的机械效率是80% D．小车A与斜面间的摩擦力是1000N 模型02 杠杆与滑轮组组合模型 『模型解读』 1. 根据杠杆的分析方法分析杠杆，重点分析支点、动力、阻力以及两个力臂 2. 对滑轮组进行重点分析： （1）几股绳子承担物重； （2）拉力与物体重力的关系； （3）滑轮组对杠杆的拉力。 3. 找到杠杆和滑轮组的联系，找出两个简单机械间的相互作用力。在杠杆系统与滑轮组系统中分别表示出这两个相等的力，列方程，就可以求出杠杆与滑轮组系统中的未知量。 『核心提示』 解 真题·思维剖析 【例2】（2022·山东威海·中考真题）为了建设精致城市，每到春天园林工人要在过街天桥上放置花草，为城市增添一抹绿色。如图所示，工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平，与栏杆M接触点为O；用沙袋将木棒B端压在栏杆N上，在木棒A端吊装滑轮组。，每个沙袋重，每个滑轮重。（木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计） （1）若A点受到竖直向下的拉力为，为了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放置几个沙袋？ （2）若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子，将重为的花架匀速提升。求： ①滑轮组的机械效率。 ②滑轮组对绳的拉力。 变式演练 【变式2-1】（2023·广东佛山·模拟预测）里水镇某学校小蒲同学是一个爱思考问题的同学，他看到里水镇某小区正在建造的楼房地基上有起重机在不停地吊起地面上的建筑材料，于是他查阅了起重机资料，下面是其中某一款塔式起重机简易示意图（如图甲），小蒲知道了塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装（动滑轮重、绳重及摩擦不计，g取10N/kg）。      （1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越 （选填“大”或“小”）； （2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a是 （选填“动滑轮”或“定滑轮”），若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N，则能吊起货物的质量不能超过