第11章 简单机械 专题训练(9) 简单机械的综合计算-【木牍中考●课时A计划】2024-2025学年新教材八年级下册物理配套课件（沪科版2024）

HK 物 理 8年级 下册 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 第十一章　简单机械 专题训练(九)　简单机械的综合计算 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 1.[2024·合肥蜀山区二模]2024年春节前夕，合肥地区普降大雪，给交通带来很多不便，某小轿车不慎滑到坡底，请来救援车帮忙，救援车固定不动，利用绞盘、绳子、滑轮将车匀速从坡底拉上来，这个过程可简化为如图所示的模型。若小轿车的质量为1.2 t，小轿车从斜面底端沿斜面往上被匀速拉动10 m，升高了5 m，所用时间为10 s，该装置的机械效率为75%，匀速拉动时拉力F恒定不变，其方向始终与斜面平行，g取10 N/kg。求： (1)该过程做的有用功； 解：(1)该过程做的有用功 W有＝Gh＝mgh＝1.2×103 kg×10 N/kg×5 m＝6×104 J 1 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 (2)拉力的功率； 解：(2)由η＝ ＝8×104 J 拉力的功率P＝＝8000 W 1 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 (3)拉力的大小。 解：(3)由题图可知，动滑轮上有2段绳子承重， 则绳端移动的距离s＝2L＝2×10 m＝20 m 由W＝Fs可得，拉力F＝＝4000 N 1 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 2.[2024·合肥瑶海区三模]一根没有刻度的杠杆上有A、B两点，A、B两点与杠杆右端的距离分别为25 cm、10 cm，把杠杆挂在弹簧测力计下，当悬点为A点时，调节平衡螺母使杠杆恰好在水平方向静止，弹簧测力计的示数为1 N(表示弹簧测力计的拉力大小)。 (1)请用所学物理知识论证求解： ①杠杆重力的作用线一定通过A点。 ②杠杆的重力大小为多少? 解：(1)①对杠杆受力分析可知，杠杆受竖直向上的拉力和竖直向下的重力，杠杆静止，受力平衡，故重力和拉力是一对平衡力，两个力在一条直线上，故杠杆重力的作用线一定通过A点。 ②由①可知，重力和拉力是一对平衡力，故大小相等，即G＝F＝1 N 2 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 (2)若在B点悬挂质量为150 g的钩码，要想使杠杆仍然在水平方向静止，则弹簧测力计的悬点应向哪个方向移动? 移动的距离为多少?(g取10 N/kg) 解：(2)B点悬挂150 g钩码后杠杆右端变重，则为了使杠杆平衡，应将弹簧测力计悬点向右移动，减小右侧力臂，增大左侧力臂，使杠杆再次达到平衡。此时移动后的悬点为支点，动力F1为杠杆自身的重力，作用在重心A点处，阻力F2为钩码对杠杆的拉力，其大小等于钩码的重力，作用在B点。设悬点移动的距离为L，则此时动力臂l1＝L，阻力臂l2为B到支点的距离，则l2＝AB－L，其中AB的长度为25 cm－10 cm＝15 cm，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，可得G×L＝m钩码g×(AB－L)，即1 N×L＝0.15 kg×10 N/kg×(15 cm－L)，解得L＝9 cm，即弹簧测力计的悬点向右移动了9 cm。 2 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 3.[2023·益阳中考]早在3 000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10 kg的水缓慢上升了4 m，水桶的质量为1 kg，在这一过程中，人做的总功为500 J，g取10 N/kg。求此次取水的过程中： (1)人做的有用功为多少? 解：(1)拉着质量为10 kg的水缓慢上升了4 m， 水的重力G水＝m水g＝10 kg×10 N/kg＝100 N 做的有用功W有＝G水h水＝100 N×4 m＝400 J 3 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 (2)辘轳的机械效率多大? 解：(2)辘轳的机械效率 η＝×100%＝80% 3 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 (3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少? 解：(3)此过程的额外功W额＝W总－W有＝500 J－400 J＝100 J 额外功包含克服水桶重力做的功和克服井绳重力与摩擦阻力做的功 克服水桶重力做的功 W'额＝G桶h桶＝m桶gh桶＝1 kg×10 N/kg×4 m＝40 J 则克服井绳重力与摩擦阻力做的功 W″额＝W额－W'额＝100 J－40 J＝60 J 3 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 4.[2023·眉山中考]如图所示，工人用滑轮组提升重物，已知重物重力G物＝1000 N，动滑轮重力G动＝200 N。在工人用力F作用下，重物匀速上升，30 s达到规定高度6 m处。不计绳重和机械之间的摩擦。求： (1)拉力做功的功率； 解：(1)有用功W有＝G物h＝1000 N×6 m＝6000 J 额外功W额＝G动h＝200 N×6 m＝1200 J 总功W总＝W有＋W额＝6000 J＋1200 J＝7200 J 拉力做功的功率P＝＝240 W 4 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 (2)滑轮组的机械效率；(结果精确到0.1%) 解：(2)滑轮组的机械效率 η＝×100%≈83.3% 4 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 (3)若用该装置提升另一重物时，机械效率达到90%，则该重物的重力是多少? 解：(3)不计绳重和机械之间的摩擦， 根据η＝ 解得G'物＝1800 N 4 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 5.如图所示，有一质量不计且表面光滑的轻质杠杆，左端可绕O点转动，杆上系有一悬挂重物的轻绳，轻绳可在杆上自由滑动，杆的右端用一竖直向上的动力F拉着。当轻绳向右匀速滑动时，杠杆始终在水平位置保持静止。 (1)若悬挂重物的轻绳从杆的最左端水平向右匀速滑动，试推导说明动力F与滑动时间t成正比； 解：(1)杠杆的支点为O，受力如图所示  设动力臂为l，根据杠杆平衡条件可得，F阻l阻＝Fl 则F＝l阻　① 由v＝可得，l阻＝vt　② 将②代入①可得，F＝vt F阻＝G＝mg，由题意可知，和v不变，则动力F大小与滑动时间t成正比。 5 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 (2)如果杆的质量是重物质量的，当轻绳固定在杠杆的中点时，拉力始终竖直向上，使用杠杆提起重物的机械效率是多少?(结果精确到0.1%) 解：(2)提升重物的有用功W有＝Gh＝mgh， 用杠杆提升重物的额外功W额＝G杆h＝mgh W总＝W有＋W额＝mgh＋mgh η＝×100%≈88.9% 5 -- 专题训练(九)　简单机械的综合计算 1 2 3 4 5 $$