微专题2 简单机械的相关计算（课件PPT）-【中考总动员】2024年中考物理讲义（凉山专用）

微专题2　简单机械的相关计算 2024凉山物理 几种简单机械的机械效率 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 杠杆的相关计算 类型 1 (2023·兰州) 建筑工地上，工人利用杠杆提 起重物。如图所示，杠杆AOB在竖直拉力的作用下 恰好在水平位置平衡。已知OA∶OB＝3∶1，物体的 重力为1 600 N，与地面的接触面积为400 cm2，此时物体对水平地面的压强为2.5×104 Pa。若工人的重力为700 N，则工人对地面的压力为___________N，工人最多能拉起___________N的重物(杠杆与绳的自重、转轴上的摩擦均不计)。 500 2 100 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 如图所示，用大小不变的拉力F竖直向上匀速拉动较长的杠杆，若F为16 N，拉力移动的距离为25 cm，使重为36 N的物体缓慢升高 10 cm，则杠杆的机械效率为___________；若将重物的悬挂点A向右移 动到B点，将重物提升相同的高度，则杠杆的机械效率将___________ (选填“变大”“变小”或“不变”)。(不考虑摩擦) 90% 变大 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 滑轮组的相关计算 类型 2 (2023·济宁) 两个滑轮按如图所示的方式组合，用5 N的拉力F拉动绳端，使物体在5 s内水平向左匀速滑动1 m，物体与地面间的摩擦 力为9 N，则拉力F的功率为____W，滑轮组的机械效率为________。 2 90% 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 (2023·凉山州) 邛海湿地公园湖边的一个 圆台形花岗石墩(形状如图甲)不慎落入1.9 m深的 湖底，该石墩的上表面积为0.9 m2，下表面积为 0.4 m2，高为0.9 m，质量为1.482 t。工人师傅用 起重机将其匀速吊出水面，起重机的功率为 440 W。石墩从刚好脱离湖底上升到上表面与水面相平共耗时50 s(如图乙)。花岗石密度ρ石＝2.6×103 kg/m3，不考虑石墩在水中运动受到的阻力。(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10 N/kg)求： 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 (1)石墩的体积； 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 (2)石墩上升过程中，起重机的效率； 解：石墩受到的浮力：F浮石＝ρ水gV排石＝＝1.0 ×103 kg/m3×10 N/kg×0.57 m3＝5 700 N； 石墩上升过程中，起重机的拉力所做的有用功： W有＝(G－F浮石)h＝(1.482×103 kg×10 N/kg－ 5 700 N)×(1.9 m－0.9 m)＝0.912×104 J； 起重机做的总功：W总＝Pt＝440 W×50 s＝2.2×104 J； 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 (3)若起吊前石墩与平整的湖底紧密接触(如图 丙)，湖底对石墩的支持力。 解：由于起吊前石墩与平整的湖底紧密接触，根 据石墩形状可得，石墩受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.57 m3－ 0.4 m2×0.9 m)＝2 100 N； 石墩重力：G＝mg＝1.482×103 kg×10 N/kg＝1.482×104 N； 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 石墩圆柱形部分产生的压力：F压＝p水S＝ ρ水ghS下＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1 m× 0.4 m＝4 000 N； 石墩对湖底的压力：F压＝G＋F水－F浮＝1.482× 104 N＋4 000 N－2 100 N＝1.672×104 N， 由于力的作用是相互的，湖底对石墩的支持力： F支＝F压＝1.672×104 N。 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录   1．如图所示，用40 N的拉力F沿水平方向拉绳子的一端，使重500 N的物体A以0.2 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s。已知滑轮组 的机械效率为80%，则此过程中，下列说法正确的是(　　) A．绳子自由端移动的距离为4 m B．物体A受到的摩擦力为90 N C．拉力F做的功为240 J D．拉力F的功率为19.2 W C 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 2．(2023·长沙) 如图所示，小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，已知动滑轮的质量为5 kg，每个杠铃片的质量为10 kg。不计绳重和摩擦，g取10 N/kg，小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，求： (1)杠铃片在0.5 s内上升0.2 m，杠铃片的速度； 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 (2)动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小； 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 (3)动滑轮下挂着四个杠铃片，杠铃片上升了0.1 m，在此过 程中握杆对绳子的拉力做的功。 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 3．(2016·凉山州) 2015年10月5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120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A代替沉船，已知A的体积为0.1 m3，质量为280 kg。(设整个过程A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；ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 (1)A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？ 解：A完全浸没在水中时受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m3＝1 000 N； 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 (2)若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%， 那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？ 解：物体A所受的重力：G＝mg＝280 kg×10 N/kg＝ 2 800 N， A完全浸没在水中时，总功为W总＝(G＋G动－F浮)h，有用功为W有＝(G－F浮)h， 所以，滑轮组的机械效率： 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 解得：G动＝1 200 N， 由图可知，n＝5， A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力： 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 (3)若A完全打捞出水面后，以0.1 m/s的速度被匀速提 升，求岸上钢绳拉力F的功率。 解：A完全打捞出水面后，以0.1 m/s的速度被匀速提 升时，绳端的速度： v绳＝nv物＝5×0.1 m/s＝0.5 m/s， 岸上钢绳拉力F的功率： P＝Fv绳＝800 N×0.5 m/s＝400 W。 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 斜面的相关计算 类型 3 (2023·内江) 如图所示，将重力为10 N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为1 m，斜面高h为0.3 m，拉力F为4 N，拉力 的功率为2 W，则此过程中，斜面的机械效率是_________%，物体从 斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是_______s。 75 2 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录   4．(2023·泸州) 小聪探究斜面的机械效率时，将粗 糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所 示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离 L为80 cm，B点距水平地面高度h为20 cm。沿斜面向上用0.8 N的拉力F将重为2 N的木块匀速拉到B点，用时2 s，则这段过程中拉力F做功的功 率P＝___________W，斜面的机械效率η＝___________%，木块在该斜 面上受到的滑动摩擦力f＝___________N。 0.32 62.5 0.3 返回首页 微专题2　简单机械的相关计算 首页 类型1 类型2 类型3 总目录 本讲内容结束 请完成《练测本》本讲内容 机械类型 图示 机械效率公式 杠杆 η＝ (额外功：克服杠杆自重和支点处摩擦所做的功) 机械类型 图示 机械效率公式 滑轮组 竖直匀速提升物体 η＝ (额外功：克服绳子重力、摩擦以及动滑轮重力所做的功；若不计绳重和摩擦，则W额＝G动h物) 机械类型 图示 机械效率公式 滑轮组 水平匀速拉动物体 η＝ (额外功：克服滑轮转轴的摩擦所做的功) 斜面 η＝ (额外功：克服摩擦所做的功W额＝f物s斜) 解：根据ρ＝可得，石墩的体积：V＝＝＝0.57 m3； 则起重机的效率：η＝×100%＝×100%≈41%； 解：杠铃片上升的速度：v＝＝＝0.4 m/s； 解：由图可知，动滑轮由两段绳子承担，即n＝2，当动滑轮下挂着两个杠铃片，不计绳重和摩擦，握杆对绳子的拉力：F＝×(G动＋G铃)＝× (m动＋m铃)g＝×(5 kg＋2×10 kg)×10 N/kg＝125 N； 解：动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力所做的功：W＝F′s＝G总·nh＝ (m动＋m′铃)gh＝(5 kg＋10 kg×4)×10 N/kg×0.1 m＝45 J。 η＝＝＝＝＝60%， F＝(G＋G动)＝×(2 800 N＋1 200 N)＝800 N； $$