2024中考物理三轮冲刺压轴题专项突破-机械及其效率(教师版)

2024中考物理三轮冲刺压轴题专项突破-机械及其效率 一、讲方法 机械类题目的解题思想 ．杠杆类题目的解题主要分为两步： 第一步：明确杠杆模型并找到杠杆五要素； 第二步：受力分析并根据杠杆平衡原理列出方程，并带入物理量解题。．滑轮类题目的解题主要分为两步： 第一步：明确滑轮的类型，并确定绳子股数； 第二步：选定合适的研究对象，对其进行受力分析，并根据滑轮的特点列出方程，然后带入物理量解题。 效率类题目的解题思路 ．机械效率一般包括常规杠杆、滑轮、斜面等的机械的机械效率和生活应用类起重机、卷扬机等的机械效率。不管哪种机械的机械效率，我们都需要找到三个关键的物理量：有用功、额外功和总功，在不同的情景中，这三个物理量所对应的表达式不同，我们需要认真分析。．常规情景下的机械效率计算：垂直使用滑轮组时如图甲，不计绳重及摩擦：。垂直使用滑轮组且物体在液体中时如图乙，不计绳重及摩擦：。水平使用滑轮组时如图丙)：。斜面的机械效率如图丁所示)：。 二、学思路 铺垫 图是用动滑轮运送建筑材料的示意图，在卷扬机对绳子的拉力作用下，使重的建筑材料在的时间里，匀速竖直上升了．在这个过程中，动滑轮提升建筑材料所做的有用功为，卷扬机对绳子的拉力做功的功率为．绳重可忽略不计．求： ( 1 )有用功； ( 2 )动滑轮匀速提升建筑材料的机械效率． 【答案】 (1) (2) 【解析】 (1)==． 故答案为：． (2)，． 故答案为：． ①明确机械的目的，即有用功 ②总功功率 ③④ 铺垫 如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深，物体重，汽车重，汽车匀速拉绳子时的拉力，汽车受到的阻力为车重的倍．请计算： ( 1 )若汽车运动的速度为，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间． ( 2 )滑轮组的机械效率是多少．（保留一位小数） ( 3 )汽车的牵引力是多大． ( 4 )将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少． 【答案】 (1) (2) (3) (4) 【解析】 (1)由图可知，滑轮组中由段绳子承担重物， 则物体上升的速度为： ； 物体由井底拉至井口需要的时间： ． 故答案为：． (2)滑轮组的机械效率为： ． 故答案为：． (3)由题意可得，汽车受到的阻力为：； 汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用； 由力的平衡条件可得牵引力：． 故答案为：． (4)汽车运动的距离：； 牵引力做功为：． 故答案为：． ①明确有用功 ②③④⑤ 压轴题 年月日考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动了整个考古界，随着水下考古工作的进行，一些重要文物近日陆续出水重见天日，关于这艘在海水中沉睡了余年的战舰是如何被打捞起的谜题也逐步解开．现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟打捞沉船，实验中用实心立方体代替沉船，已知的体积为，质量为（设整个过程均为匀速直线运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪，水流等因素的影响） ( 1 )完全浸没在水中时受到的浮力是多大？（） ( 2 )若完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为，那么完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力为多大？ ( 3 )若完全打捞出水面后，以的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力的功率． 【答案】 (1) (2) (3) 【解析】 (1)完全浸没在水中时受到的浮力：． (2)物体的重力：， 完全浸没在水中时，总功为，有用功为， 所以，滑轮组的机械效率： ， 解得：， 由图可知，， 完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力：． (3)完全打捞出水面后，以的速度被匀速提升时，绳端的速度： ， 岸上钢绳拉力的功率： ． 三、提能力 1 .如图所示，一轻质杠杆支在支架上，，为一边长为的正方体，重为．当时，对地面的压强为．现用一水平拉力使以的速度向右匀速运动，则当对地面的压力为时所经过的时间为（    ） A. B. C. D. 【答案】 A 【解析】 （）在点时，由杠杆平衡条件得： ， 即：， 解得： ； 物体与地面的接触面积： ； 由得： 物体对地面的压力： ， 地面对物体的支持力： ， 受竖直向下的重力、地面的支持力、绳子的拉力作用， 物体静止，处于平衡状态，由平衡条件得：； （）当对地面的压力为时，杠杆在点的受到的拉力， 设位于点，由杠杆平衡条件得：， 即：， 解得： ， 物体的路程： ， 由得：物体的运动时间： ； 故选A． 2 .为了将放置在水平地面上重为的物体提升一定高度，设置了图所示的滑轮组装置．当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力拉绳时，物体的速度和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图丙和丁所示．（不计绳重与摩擦）下列计算结果正确的是（    ） A.内，地面对物体的支持力是 B.内，拉力做的功是 C.内，拉力的