专题训练(6) 简单机械的综合计算-【木牍中考•课时A计划】2025-2026学年八年级下册物理配套课件(沪科版·新教材)
2026-01-31
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教辅
摘要:
该初中物理课件聚焦八年级下册“简单机械的综合计算”专题,通过救援车拉车、货车杠杆模型、古代辘轳提水等情境题,构建“概念理解-模型建构-综合应用”学习支架,强化功、功率、机械效率等物理观念的应用。
其特色在于融合科学思维(模型建构、科学推理)与科学态度(联系生活、传统文化),如利用杠杆平衡条件分析货车支持力、结合辘轳情境计算机械效率。采用情境化习题训练,学生能提升综合解题能力,教师可高效推进专题复习。
内容正文:
HK
物 理
8年级 下册
题目好 分册好 服务好
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专题训练(六) 简单机械的综合计算
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第十一章 简单机械
专题训练(六) 简单机械的综合计算
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专题训练(六) 简单机械的综合计算
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1.春节前夕,其地区普降大雪,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
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(2)拉力的功率;
(2)由η=×100%可得,拉力做的总功
W总==8×104 J
拉力的功率P==8000 W
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(3)拉力的大小。
(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
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2.[2025·北京中考改编]图甲所示的载货汽车,其前面为“单轴-单轮”(一根轴上有2个车轮),后面为“单轴-双轮”(一根轴上有4个车轮),如图乙所示。装货后该货车总质量为16 t,为简化研究问题,假设整体重心C到前、后轴的距离相等,水平地面对货车前面两个车轮的作用力相等,等效作用在A点;水平地面对货车后面四个车轮的作用力均相等,等效作用在B点;因此,货车可看成水平杠杆,如图丙所示,AB距离等于前、后车轴间的距离,C在AB中点,g取10 N/kg。求:
(1)货车所受的总重力;
解:(1)货车所受的总重力G=mg=16×103 kg×10 N/kg=1.6×105 N
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(2)货车在B点所受的总支持力。
(2)如图所示,建构杠杆模型,以A点为支点,货车在B点所受的总支持力FB为动力,货车所受的总重力G为阻力,其中AB为动力臂l1,AC为阻力臂l2。
根据杠杆平衡条件可得,FBl1=Gl2
又因为C在AB的中点,所以l1=2l2
则FB=G=×1.6×105 N=8×104 N
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3.[古代科技·辘轳]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
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(2)辘轳的机械效率多大?
(2)辘轳的机械效率
η=×100%=×100%=80%
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(3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少?
(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
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4.如图是小陌帮爸爸设计用滑轮组拉动货箱的装置。在50 N的拉力作用下,货箱以0.1 m/s的速度做匀速直线运动,地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍。(g取10 N/kg)
(1)货箱运动2 min,求拉力做的功;
解:(1)由v=可得,2 min内货箱运动的距离
s=v物t=0.1 m/s×120 s=12 m
由题图可知,绳子的有效股数n=3,绳端移动的距离
s1=ns=3×12 m=36 m
拉力做的功W总=Fs1=50 N×36 m=1800 J
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(2)若此滑轮组的机械效率为80%,求货箱的质量。
(2)克服摩擦做的功即有用功,由η=×100%可得,W有=ηW总=80%×1800 J=1440 J
地面对货箱的滑动摩擦力f==120 N
由题意可知,滑动摩擦力f=0.2G,则货箱所受重力G==600 N
由G=mg可得,货箱的质量m==60 kg
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5.如图所示,重为700 N的工人站在地面上用滑轮组提起重为850 N的物体,物体以0.1 m/s的速度匀速上升,滑轮组的机械效率为85%。滑轮组中的绳均沿竖直方向,绳重和摩擦均可忽略不计,定滑轮与动滑轮重力相同,g取10 N/kg,求:
(1)绳端拉力F;
解:(1)绳子移动的距离s=nh=2h,即滑轮组的机械效率
η=×100%=×100%=×100%=85%
绳端拉力F==500 N
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(2)绳端拉力F的功率P;
(2)绳端移动的速度v绳=2v物=2×0.1 m/s=0.2 m/s
绳端拉力F的功率P==Fv绳=500 N×0.2 m/s=100 W
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(3)地面对工人的支持力F支;
(3)工人受到竖直向下的重力G人与绳端对人竖直向上的拉力F拉、地面对人竖直向上的支持力F支,
由力的平衡和力的作用是相互的可得,
F支=G人-F拉=700 N-500 N=200 N
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(4)天花板对定滑轮的拉力F天。
(4)动滑轮重G动=nF-G物=2×500 N-850 N=150 N
因为定滑轮与动滑轮重力相同,G定=G动=150 N
定滑轮受到竖直向上的拉力F天、竖直向下的重力G定以及竖直向下的拉力n'F,由力的平衡可得,天花板对定滑轮的拉力F天=G定+2F=150 N+2×500 N=1 150 N
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