专项素养综合全练(十一)　简单机械的综合计算课件-2024-2025学年京改版物理八年级全一册

专项素养综合全练(十一)　 简单机械的综合计算 初中物理 类型一　杠杆综合计算 1.(2023北京通州期末)如图所示,将质量为6 kg、体积为10-3 m3 的合金块,用细线挂在轻质杠杆A点处,在B点施加与杠杆垂直 的力F1时,杠杆在水平位置平衡,其中OB=3OA,g取10 N/kg。求: (1)合金块的密度; (2)合金块的重力; (3)拉力F1的大小。 初中物理 解析　(1)合金块的密度为ρ= = =6×103 kg/m3;(2)合金 块的重力为G=mg=6 kg×10 N/kg=60 N;(3)已知OB=3OA,G= 50 N,根据杠杆的平衡条件可得F1×OB=G×OA,则拉力F1=  = =20 N。 初中物理 2.(跨学科·物理学与日常生活)(2023北京东城期末)如图甲所 示是一辆两轴货车在水平地面上设置的某种电子地磅秤上 称重的情景,让货车前轮单独开上电子地磅秤,货车静止时电 子地磅秤示数为m1=7×103 kg。此时可以把货车抽象成如图 乙所示的杠杆模型,地面对后轮的力作用在O点,电子地磅秤 对前轮的力作用在A点,方向竖直向上,假设车的重心在B点。 已知OA长为6 m,OB长为2.8 m。g取10 N/kg。求: 初中物理 (1)货车的质量m; (2)前轮驶离电子地磅秤,再让后轮单独开上电子地磅秤,货 车静止时电子地磅秤示数m2。 甲 乙 初中物理 解析　(1)此时杠杆模型的支点为O,动力为F1=G1=m1g=7×103 kg×10 N/kg=7×104 N,动力臂OA=6 m,阻力为货车的重力G,阻 力臂OB=2.8 m,根据杠杆平衡条件可得F1×OA=G×OB,代入 数值得7×104 N×6 m=G×2.8 m,解得G=1.5×105 N,货车质量 m= = =1.5×104 kg;(2)前轮驶离电子地磅秤,再让后轮 单独开上电子地磅秤,此时前轮为支点,动力臂为AO=6 m,阻 力为货车的重力G,阻力臂为AB=6 m-2.8 m=3.2 m,根据杠杆 初中物理 平衡条件可得F2×AO=G×AB,代入数值得F2×6 m=1.5×105 N×3.2 m,解得G2=F2=8×104 N,货车静止时电子地磅秤示数为 m= = =8×103 kg。 初中物理 类型二　滑轮组综合计算 3.(2023北京门头沟二模)质量为60 kg的工人站在水平地面 上,利用滑轮组竖直向下拉动绳子自由端,将重为800 N的物 体A以0.2 m/s的速度匀速提升1 m,此时该滑轮组的机械效率 为80%(g取10 N/kg)。求: (1)人拉绳子的有用功W有; (2)人拉绳子的力F; (3)人拉绳子做功的功率。 初中物理 解析　(1)有用功W有=Gh=800 N×1 m=800 J;(2)根据η= 可 得人拉绳子做的总功W总= = =1 000 J,由题图知n=2, 则绳子自由端移动的距离s=nh=2×1 m=2 m,人拉绳子的力F=  = =500 N;(3)物体A以0.2 m/s的速度匀速上升1 m, 由此可知人拉绳子的时间t= = =5 s,人拉绳子做功的 功率P= = =200 W。 初中物理 4.(2023安徽铜陵十中期中)如图甲所示,质量为40 kg的小荣 同学站在高台上竖直向上匀速拉动绳子,现改变G物,计算并 绘出机械效率η与G物的关系图像如图乙所示,不计绳重和摩 擦,求: (1)动滑轮的重力G动; (2)当G物=120 N时,若此时人在10 s内 将物体提升了2 m,则此时拉力的功率。 甲 乙 初中物理 解析　(1)将机械效率公式进行推导有η= = =  ,变形得G动= -G物= -120 N=30 N;(2)由题图知, n=3,故绳自由端拉力为F=  =  =50 N; 绳自由端移动的距离s=nh=3h=3×2 m=6 m;拉力做的功W总= Fs=50 N×6 m=300 J;拉力的功率为P总= = =30 W。 初中物理 5.(2023北京师范大学附属实验中学模拟)某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示。升降机货箱的重力是400 N, g取10 N/kg。不计滑轮和钢丝绳的重力,不计摩擦。则: 初中物理 (1)已知大理石的密度是2.8×103 kg/m3,每块大理石的体积是 1.0×10-2 m3,则每块大理石的重力是多少? (2)如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2 000 N,则该升降 机一次最多能匀速提升多少块大理石? (3)某次提升中,升降机在1 min内将货物匀速提升了15 m,钢 丝绳的拉力是1 800 N,则钢丝绳的拉力的功率是多少? 初中物理 解析　(1)由密度公式可得每块大理石的质量m=ρV=2.8×103 kg/m3×1.0×10-2 m3=28 kg,每块大理石的重力G=mg=28 kg× 10 N/kg=280 N;(2)不计滑轮和钢丝绳的重力,不计摩擦,则最大 拉力F最大= G总最大,升降机一次能够提起的最大总重力G总最大= 3F最大=3×2 000 N=6 000 N,升降机一次能提起的大理石的总重 G石=G总最大-G货箱=6 000 N-400 N=5 600 N,升降机一次能提起的 大理石的块数n= = =20;(3)由题图知,n=3,则钢丝绳 初中物理 自由端移动的距离s=3h=3×15 m=45 m,拉力做的功W=Fs= 1 800 N×45 m=8.1×104 J,则钢丝绳的拉力的功率P= = =1 350 W。 初中物理 类型三　斜面综合计算 6.(2023湖北荆州中考)以“‘荆歌’铁马,奔向未来”为主题 的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心鸣枪起跑。在 开赛场地建设过程中,工人利用长度L=3 m的斜面把质量为 240 kg的重物匀速推到h=1 m高处,如图所示,工人所用推力 F=1 000 N。g取10 N/kg。求: 初中物理 (1)推力做的有用功; (2)斜面的机械效率; (3)工人将另一质量为300 kg的重物匀速推到同一高度,为了 省力,换用长度为5 m的斜面,此时重物与斜面间的摩擦力与 原来的摩擦力之比为6∶5,共用时20 s,工人推力做功的功率。 初中物理 解析　(1)推力做的有用功W有=Gh=mgh=240 kg×10 N/kg× 1 m=2 400 J;(2)推力做的总功W总=FL=1 000 N×3 m=3 000 J, 斜面的机械效率为η= = =80%;(3)原来斜面做的额外 功为W额=W总-W有=3 000 J-2 400 J=600 J,原来重物与斜面间 的摩擦力为f= = =200 N,此时重物与斜面间的摩擦力 与原来的摩擦力之比为6∶5,则此时的摩擦力为f'=f× =200 N× =240 N,此时斜面的长度为5 m,则额外功为W额'=f's=240 N× 初中物理 5 m=1 200 J,工人将另一质量为300 kg的重物匀速推到同一 高度,做的有用功W有'=m'gh=300 kg×10 N/kg×1 m=3 000 J, 此时的总功为W总'=W额'+W有'=1 200 J+3 000 J=4 200 J,工人 推力做功的功率是P= = =210 W。 初中物理 谢谢观看 初中物理 $$