19 第3部分 微专题3 简单机械的相关计算（PPT课件）-【中考总动员】2025年中考物理讲义（凉山专用）

第三部分　力　学 微专题3 简单机械的相关计算 《中考总动员》 2025凉山物理 1 方法指导 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) 几种简单机械的机械效率 类型1 类型2 类型3 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：克服滑轮转轴处的摩擦所做的功) 斜面 η＝ (额外功：克服摩擦所做的功 W额＝f物s斜) 类型1 类型2 类型3 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，则工人此时对地面的压力 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)  1 类型 杠杆的相关计算 例 1 500 2 100 类型1 类型2 类型3 4 1.如图所示，用细线将一轻质杠杆悬挂起来，把质量 为0.3 kg的物体A悬挂在杠杆的C处，质量为0.5 kg的物 体B(不溶于水)悬挂在杠杆的D处。当物体B浸没于水 中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡，此时C、D到 O点的距离分别为20 cm、30 cm。则细线对物体B的拉力为_______N， 物体B的体积为__________m3。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，取g＝10 N/kg)  对应训练 2 3×10－4 类型1 类型2 类型3 某课外活动小组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。(整个过程A均做 匀速直线运动，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风 浪、水流等因素；ρ水＝1.0×103 kg/m3，取g＝10 N/kg) 2 类型 滑轮组的相关计算 例 2 (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； 类型1 类型2 类型3 6 (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，滑轮组的机械效率： η＝ ＝60%，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： F＝(G＋G动)＝×(2 800 N＋1 200 N)＝800 N； 类型1 类型2 类型3 (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。 类型1 类型2 类型3 2.(2024·凉山) 质量为75 kg的建筑工人，想利用如图甲所示的装置将水池底的长方体石料拉出水面。石料的质量为200 kg，体积为0.08 m3，每个动滑轮的质量均为6 kg，石料上表面到水面的距离为1 m，不考虑绳重、滑轮的摩擦和水的阻力。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，取g＝10 N/kg) 对应训练 甲 乙 (1)求石料浸没在水中受到的浮力； 解：石料浸没在水中受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg ×0.08 m3＝800 N； 类型1 类型2 类型3 (2)工人利用图甲匀速拉动过程中，石料上表面到达水面时，求工人的拉力所做的功； 甲 解：石料的重力：G＝mg＝200 kg×10 N/kg＝2 000 N， 动滑轮的重力：G动＝m动g＝6 kg×10 N/kg＝60 N，动 滑轮对石料的拉力：F拉＝G－F浮＝2 000N－800N＝ 1 200N，工人的拉力：F＝(F拉＋G动)＝×(1 200 N＋60 N)＝630 N，石料上表面到达水面时工人的拉力所做的功：W＝Fs＝F·nh＝630 N ×2×1 m＝1 260 J； 类型1 类型2 类型3 (3)工人继续利用图甲拉动石料，石料总体积露出水面时因滑轮组上的绳子承受的拉力达到最大而断裂，工地上没有其他型号的绳子替代，工人利用原型号绳子设计了如图乙所示的滑轮组欲将石料全部拉出水面，请你通过计算，判断他能否成功(无推理过程不得分)。 乙 解：石料总体积露出水面时，浮力的减少量： ΔF浮＝ρ水gΔV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×× 0.08 m3＝100 N， 类型1 类型2 类型3 滑轮组对石料的拉力：F'拉＝F拉＋ΔF浮＝1 200 N＋100 N＝1 300 N，在图甲中，绳子能承受的最大拉力：F大＝(F'拉＋G动)＝×(1 300 N＋ 60 N)＝680 N， 在图乙中，滑轮组将石料全部拉出水面绳子的拉力： F'拉＝(G＋G动)＝×(2 000 N＋60 N)≈686.7 N＞680 N， 滑轮组将石料全部拉出水面时绳子会断裂，他不能成功。 乙 类型1 类型2 类型3 如图所示，将重力为10 N的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端。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。  3 类型 斜面的相关计算 例 3 75 2 类型1 类型2 类型3 13 3.将粗糙程度均匀的长木板用木块支撑构成斜面，如图所示。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。  对应训练 0.32 62.5 0.3 类型1 类型2 类型3 本讲内容结束 $$