第九章素养提升 综合能力——机械和功相关计算-进阶能力点8 机械装置综合课件 -2024-2025学年北师大版物理八年级下册

第九章 机械和功 素养提升 综合能力——机械和功相关计算 进阶能力点8 机械装置综合 1 类型1 杠杆类 1.[2024·常州月考] 如图所示，压下液压 千斤顶杠杆时，能把一个重物顶起来， 假设大活塞刚好顶在重物的重心所在竖 直线的位置上，若要在内把 的重 300 12.5 物顶起，则大活塞对重物所做的功为_____ ；若整个装 置的机械效率为，使用时，人加在杠杆 端竖直向下的 力的功率为_____。取 素养提升练 2 【点拨】要把重物顶起，大活塞所做的有 用功 。 由 可得，人做的总功 ；人加在杠杆 端竖直向下的力的功率 。 返回 素养提升练 3 2.一根金属棒 置于水平地面上，现通过弹簧测力计竖直地 将金属棒的 端缓慢拉起，如图甲所示。在此过程中，弹簧 测力计对金属棒所做的功和端离开地面的高度 的关系如 图乙所示。请解答下列问题。 素养提升练 4 （1）该金属棒的长度____ 。 1.2 素养提升练 5 【点拨】由题意和图示可知，段表示 端没有离开地面 时，随的变化图像，段表示端离开地面后，随 的 变化图像，当时， 端刚好离开地面，故金属棒的 长度 。 素养提升练 6 （2）在端被拉起的过程中，当 时，弹簧测力计的 示数___ 。 5 素养提升练 7 【点拨】由图乙知，在 之间，金属棒离开地面， 此过程中，端上升的高度 ，此过 程中，拉力做功，由 可得，此 过程中的拉力（弹簧即测力计的示数） 。 返回 素养提升练 8 类型2 斜面类 3.[2024·常州月考] 某同学家新房装修时， 在水平地面与窗台间放置斜木板，将瓷砖 1 800 400 40 沿木板从水平地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高为 ，木板长为，瓷砖重为 ，斜面的机械效率为 ，则克服瓷砖的重力所做的功为_______，拉力 的大小 为_____，瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为____ 。 素养提升练 9 【点拨】克服瓷砖的重力所做的功 ，斜 面的机械效率为，因为 ，所 以，解得 ，由 可得，拉力 ；克服摩擦力做的额外功 ，因为， 所以，，解得摩擦力 。 返回 素养提升练 10 4.[2024·潍坊期末] 如图甲所示，工人用推力将重为 的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长、高， 始 终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图 乙所示，推力 随时间变化关系如图丙所示。求： 素养提升练 11 （1）内,推力 的功率。 素养提升练 12 【解】 内，推力做功 ；内推力 的 功率 。 素养提升练 13 （2）斜面的机械效率。 素养提升练 14 内，推力做的功 ； 箱子运动，上升高度 ，即箱子沿斜面从底端被 推至顶端，克服箱子重力做的有用功 ，斜面的机械效率 。 素养提升练 15 （3）箱子在斜面上运动时所受摩擦力的大小。（百分号前 保留1位小数） 素养提升练 16 克服摩擦力做功 ；由 可得，箱子受到斜面的摩擦力 。 返回 素养提升练 17 类型3 机械装置综合 5.[2024·南充一模] 工人用如图所示的装置把 重为 的物体，从斜面底部匀速拉到 高的平台上（斜面与水平地面的夹角为 160 ），用时。工人对绳子的拉力为 ，动滑轮重为 ，不考虑绳重和滑轮处的摩擦，整个过程中，工人做功 的功率为_____ ，整个装置的机械效率为_______ 。 素养提升练 18 【点拨】由图可知， ，斜面与水平地 面的夹角为 ，平台高 ，根据数学知 识可知，斜面的长，工人做的功 ，工人做功的功率 ；有用功 ， 。 返回 素养提升练 19 6.国庆节，园林工人在人民广场上放置鲜花， 为城市增添一抹亮丽的风景。小明想到可以 用自己所学知识组装一个提升装置来帮助园 林工人，装置如图所示：木棒放置在栏杆 、上始终保持水平，与栏杆接触点为；用沙袋将木棒 端压在栏杆上，在木棒端吊装滑轮组。 ，每 个滑轮重 。（木棒和绳的重力、滑轮处的摩擦均忽略不计） 素养提升练 20 （1）若端受到竖直向下的拉力为 ， 为了保持木棒水平平衡，在 端至少需要放 一个多重的沙袋？ 【解】由图可知，为杠杆 的支点，由杠杆的平衡条件可 得 ，解得： ，因为杠杆始终保持水 平， 端所受压力大小等于沙袋的重力，则沙袋的重力 。 素养提升练 21 （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 ，用时 ，求： ①滑轮组的机械效率。 因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效 率 。 素养提升练 22 ②工人对绳的拉力的功率。 由图可知，绳子承担物重的段数 ，因 为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力 ；工人对绳子自由端的拉力的功率 。 返回 素养提升练 23 7.[2024·达州] 如图所示，一重为 ，底面积为 的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计）， 玻璃缸中装有重的水。上方有一轻质杆 ， 在绳子的拉力作用下可绕竖直墙上 点转动，现 在的中点处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重 ，滑轮 组上悬挂着 的重物甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面 后，玻璃缸中水位下降了， 忽略物体带出的水， ，取 求： 素养提升练 24 （1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强。 【解】当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压力 大小等于玻璃缸的重力加上水的重力，即 ，则玻 璃缸对地面的压强 。 素养提升练 25 （2）重物甲浸没在水中时所受的浮力。 将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位 下降了 ，则重物甲排开水的体积 ，重物甲 浸没在水中时所受的浮力 。 素养提升练 26 （3）滑轮组的绳子不会断裂，当 时， 杆刚好水平，若绳子 能承受的最大拉力 ，利用此装置将重物拉离水面后缓慢 上升过程中的最大机械效率是多少？（不计杆 和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦） 素养提升练 27 先作出绳子拉力的力臂 ，如图，直角三角形 中， ，，已知是 的 中点，，则 ,根据杠杆的平衡 条件，，可得 ，绳子 能承受的最大拉力，则 点最大拉力 ；滑轮组绳子的最大拉力 素养提升练 28 ；在滑轮组中， ，重物最大重力 ，滑 轮组的最大机械效率 。 返回 素养提升练 $$