第10章 专题训练8 简单机械的有关计算（作业课件）-【四清导航】2023-2024学年八年级物理下册（沪科版 河南专用）

物理 八年级下册 沪科版 四清导航 专题训练八　简单机械的有关计算 类型一　杠杆类的计算 1．(信阳模拟改编)如图所示，某同学用一根质量均匀的杠杆将重为32 N的重物匀速提升20 cm，所用拉力为20 N，方向始终竖直向上，若不计摩擦，且OA＝2OB，则杠杆的机械效率为 。当杠杆的O、A点保持不动，将重物的悬挂点B向左移动时，杠杆的机械效率将 (选填“不变”“变大”或“变小”)。 80% 变小 3． (广州中考)用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图所示，水瓶匀速直线下降10 m，使人匀速升高0.5 m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30 N，绳b对人的拉力为F2＝480 N。此过程 ( ) A. 有用功为300 J B. F1做的功等于F2做的功 C. F1做的功小于F2做的功 D. 滑轮组的机械效率为80% D 4． (洛阳二模)如图所示，小明站在地面上利用滑轮组把重为400 N的物体匀速提升到12 m高的楼上，若此过程中滑轮组的机械效率为80%，小明做的总功是 _______J，拉力为 ______ N。若图中绳子能承受的最大拉力为600 N，质量为65 kg的小明，用此滑轮组能提起的最大物重是 _______ N。(g取10 N/kg，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦) 6 000 250 1 100 5． (信阳三模)某工地用起重机通过如图甲所示的滑轮组提升一质量为200 kg的正方体货物，正方体货物的棱长为0.5 m，货物上升的距离随时间变化的图像如图乙所示，已知动滑轮A的质量为4 kg，g取10 N/kg，不计绳重与摩擦。求： (1)货物平放在水平地面上时，对地面的压强。 (2)起重机对滑轮组的牵引力。 (3)起重机的输出功率。 6． (郴州中考)如图所示，用细绳将一重为6 N的物体沿光滑斜面匀速拉到高处，斜面长s＝1 m，高h＝0.25 m，在此过程中，细绳的拉力F为 ______ N；若斜面粗糙，匀速拉动同一物体时，斜面的机械效率为75%，则细绳的拉力F′为 ____ N。 1.5 2 7． (信阳期末)如图所示，重为3.2×104 N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6×104 W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行，已知斜坡长100 m，斜坡的机械效率为80%。求卡车： (1)运动过程中，克服重力做的功。 (2)爬坡时的牵引力和速度。 (3)在上坡过程中受到的摩擦力。 (4)若把该斜坡抽象成一个斜面模型，请写出一条提高斜面机械效率的方法。 2． (驻马店期末)小亮同学在家中自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆(忽略其质量)的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂着一个沙袋，如果在B端施加竖直向下、大小为300 N的作用力时，轻杆AB在水平位置平衡。已知：AB长2 m，OB长0.5 m，小亮的质量为50 kg，小亮站在地面时脚与地面的接触总面积为250 cm2(g取10 N/kg)。求： (1)沙袋的重力。 (2)此时小亮对地面的压强。 (3)将沙袋匀速提高0.6 m，用时2 s，小亮对杆做功的功率。 解：(1)根据杠杆平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，即FA×(2 m－0.5 m)＝300 N×0.5 m，解得沙袋的重力：G沙＝FA＝100 N。 (2)由题意可知小亮对地面的压力：F压＝G小亮－F拉＝m小亮g－F拉＝50 kg×10 N/kg－300 N＝200 N，小亮对地面的压强：p＝ eq \f(F压,S) ＝ eq \f(200 N,250×10－4 m2) ＝8 000 Pa。 (3)小亮对杆做的功：W＝G沙h＝100 N×0.6 m＝60 J，小亮对杆做功的功率：P＝ eq \f(W,t) ＝ eq \f(60 J,2 s) ＝30 W。 类型二　滑轮类的计算 方法技巧：(1)滑轮组计算公式：绳子的拉力：F＝ eq \f(G＋G动,n) (不计摩擦和绳重)；绳子移动的距离：s＝nh，绳子移动的速度：v＝nv物。 (2)滑轮组机械效率的计算公式： ①η＝ eq \f(W有,W总) ×100%＝ eq \f(Gh,Fs) ×100%＝ eq \f(G,nF) ×100%； ②η＝ eq \f(W有,W总) ×100%＝ eq \f(W有,W有＋W额) ×100%＝ eq \f(Gh,Gh＋G动h) ×100%＝ eq \f(G,G＋G动) ×100%。(不计绳重及摩擦) 解：(1)货物平放在水平地面上时，对地面的压力：F＝G＝mg＝200 kg×10 N/kg＝2 000 N，对地面的压强：p＝ eq \f(F,S) ＝ eq \f(2 000 N,0.5 m×0.5 m) ＝8 000 Pa。 (2)滑轮组承担物重绳子的有效股数n＝2，则起重机对滑轮组的牵引力：F牵＝ eq \f(1,2) (G＋G动)＝ eq \f(1,2) (mg＋m动g)＝ eq \f(1,2) ×(200 kg×10 N/kg＋4 kg×10 N/kg)＝1 020 N。 (3)由图乙知，货物上升的速度：v＝ eq \f(h,t) ＝ eq \f(12 m,4 s) ＝3 m/s，则绳子移动的速度：v′＝2v＝2×3 m/s＝6 m/s，起重机的输出功率：P＝F牵v′＝1 020 N×6 m/s＝6 120 W。 类型三　斜面类的计算 方法技巧：斜面的机械效率：η＝ eq \f(W有,W总) ×100%＝ eq \f(Gh,Fs) ×100%；物体受到的摩擦力的大小：f＝ eq \f(W额,s) ＝ eq \f(W总－W有,s) ＝ eq \f(Fs－Gh,s) 。 解：(1)斜面倾角为30°，斜面高度：h＝ eq \f(1,2) s＝ eq \f(1,2) ×100 m＝50 m，克服重力做的功：W有＝Gh＝3.2×104 N×50 m＝1.6×106 J。 (2)由η＝ eq \f(W有,W总) ×100%得总功：W总＝ eq \f(W有,η) ＝ eq \f(1.6×106 J,80%) ＝2×106 J；由W总＝Fs得牵引力：F＝ eq \f(W总,s) ＝ eq \f(2×106 J,100 m) ＝2×104N；因为P＝ eq \f(W,t) ＝ eq \f(Fs,t) ＝Fv，所以爬坡时的速度：v＝ eq \f(P,F) ＝ eq \f(9.6×104 W,2×104 N) ＝4.8 m/s。 (3)由W总＝W有＋W额得上坡过程中汽车所做额外功：W额＝W总－W有＝2×106 J－1.6×106 J＝4×105 J，由W额＝fs得摩擦力：f＝ eq \f(W额,s) ＝ eq \f(4×105 J,100 m) ＝4 000 N。 (4)提高斜面机械效率的方法：增大斜面的倾角，或者减小斜面与物体之间的摩擦。 $$