中考总复习简单机械第2讲简单机械综合B级学生版.docx
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中考总复习简单机械第2讲简单机械综合B级学生版
简单机械综合
滑轮杠杆与人
组合机械
滑轮杠杆与摩擦力
滑轮杠杆与浮力
【例1】
如图10所示,是一套简易升降装置示意图,其上端固定在
楼顶,工人用力拉绳子,装置可使人与工作台升至所需高度,装置中滑轮A、B、C的重力分别为100N、50N、40N,人的重力为600N,当人用100N的拉力向下拉绳子时,地面对工作台的支持力为450N,则工作台的重力为_________N.(不计绳重和摩擦)
【例2】如图所示,湖水中有两艘小船,绳子的一端拴在甲船上,乙船上固定着滑轮,绳子绕过滑轮,站在甲船上的人用100N的力拉绳子的自由端.如果在20s内甲船向右匀速移动了10m,同时乙船向左匀速移动了4m,则人对绳子的力做功的功率是
A.50WB.140W
C.30WD.70W
【例3】
如图22所示装置,杠杆OB可绕O点在竖直平面内转动,OA∶AB=1∶2.当在杠杆A点挂一质量为300kg的物体甲时,小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为F1,杠杆B端受到竖直向上的拉力为T1时,杠杆在水平位置平衡,小明对地面的压力为N1;在物体甲下方加挂质量为60kg的物体乙时,小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为F2,杠杆B点受到竖直向上的拉力为T2时,杠杆在水平位置平衡,小明对地面的压力为N2.已知N1∶N2=3∶1,小明受到的重力为600N,杠杆OB及细绳的质量均忽略不计,滑轮轴间摩擦忽略不计,g取10N/kg.求:
(1)拉力T1;
(2)动滑轮的重力G.
【例4】如图26甲所示装置中,物体甲重G甲=150N,动滑轮重G轮=50N,人重G人=650N.轻杆AB可以绕O点转动,且OA∶OB=5∶9.不计轴摩擦和绳重,当轻杆AB在水平位置时,整个装置处于平衡状态,地面对物体乙的支持力为F1=210N.
求:
⑴物体乙受到的重力G乙.
若用物体丙替换物体甲,并在物体乙的下方连接一个弹簧,如图26乙所示,当轻杆AB在水平位置时,整个装置处于平衡状态,弹簧对物体乙的作用力为F2=780N.
求:
⑵此时地面对人的支持力F3.
【例5】
图25是一个建筑工地提升物体的装置示意图,其中AB是一个以O为支点的杠杆,且AO:
OB=3:
4,D是一个系在杠杆B端的配重物体,重为2580N.人可以通过固定在杠杆A端的滑轮组提升物体.有一质量为60kg的工人站在水平地面上,他对地面的压强p0=1.2×104Pa.他利用该装置匀速提升一块木材时,配重物体D受到的支持力为N1,工人对地面的压强p1=0.8×104Pa;他利用该装置匀速提升一块钢材时,配重物体D受到的支持力为N2,工人向下的拉力为F2;已知N1:
N2=7:
6,提升木材时滑轮组的机械效率η=90%,每个滑轮质量都相等,绳重及滑轮与轴的摩擦不计,不计杆的重力,g取10N/kg.求:
(1)工人提升木材时向下的拉力F1;
(2)工人提升钢材以0.3m/s的速度匀速上升需要的功率
【例1】
图8
如图8所示装置中,长木板甲重20N,物体乙重10N.甲.乙之间用一根轻绳通过定滑轮相连,当水平方向的拉力F的大小为6N时,长木板甲恰能在光滑的水平桌面上以v甲=2m/s,向左做匀速直线运动.不计滑轮处摩擦,绳子拉物体乙的功率是W
【例2】如图6所示装置,物体B放在水平桌面上,物体A通过滑轮组拉住物体B,此时物体B保持静止.小明用竖直向下大小为2N的力F1拉重为1N物体A时,物体B以0.06m/s的速度水平匀速向右运动;小明只用水平向左的拉力F2拉物体B时,物体A以0.3m/s的速度匀速上升.不计轮重.绳重和轴摩擦,则下列判断正确的是
A.物体B受到的滑动摩擦力大小为6N
B.水平向左拉物体B时,拉力F2功率为1.2W
C.水平向左拉物体B时,拉力F2的大小为10N
D.用力F1竖直向下拉物体A时,物体A重力的功率为0.02W
【例3】
(多选)如图10所示,用24N的水平拉力F拉滑轮,可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动.物体B重10N,弹簧测力计的示数为5N且不变.若不计轮重.弹簧测力计重.绳重和轴摩擦,则下列说法中正确的是
A.地面受到的摩擦力为7N
B.滑轮移动的速度为0.4m/s
C.水平拉力F的功率为4.8W
D.在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J
【例1】
如图26所示装置中,杠杆和滑轮的重力及滑轮的摩擦均可忽略不计,杠杆AB可以绕O点在竖直平面内自由转动,A端通过竖直方向的轻绳与滑轮组相连,在B端用一轻绳沿竖直方向将杠杆拉住,使其始终保持水平平衡.在滑轮组的下方,悬挂一圆柱形的物体,此物体被浸在圆柱形容器内的液体中.已知杠杆O点两侧的长度关系为AO=2OB,圆柱形物体的底面积为10cm2.高为12cm,圆柱形容器的底面积为50cm2.若容器中的液体为水,在水深为20cm时物体的上表面恰与水面相平,此时杠杆B端绳上的拉力为F1;打开圆柱形容器下方的阀门K,将水向外释放,直到物体露出水面的体积为其总体积的2/3时,将阀门K关闭,此时杠杆B端绳上的拉力为F2,且F1:
F2=3:
5.若容器中液体为某种未知液体,其质量与最初容器中的水的质量相等,此时未知液体的深度为18cm,杠杆B端绳上的拉力为F3.(取g=10N/kg)
求:
(1)圆柱形物体的密度;
(2)未知液体的密度;
(3)作用在B端的拉力F3大小;(小数点后保留两位)
(4)未知液体对圆柱形容器底部的压强.
【例2】
小峰利用滑轮组将一个正方体金属块A(其密度为ρA)从一溶液池内匀速提出液面,当金属块A浸没在液面下,上表面距液面的距离为h时开始计时,如图9甲所示,计时后调整滑轮组绳端竖直向上拉力F的大小使金属块A始终以大小不变的速度v匀速上升,提升过程中拉力F与金属块A向上运动时间关系如图9乙所示,已知金属块A被提出液面后,滑轮组的机械效率为80%,h=1m,(假设溶液池足够大,金属块被提出液面前后液面高度不变,不计绳重及摩擦,g取10N/kg.)此溶液池内溶液的密度为ρ液,则ρA-ρ液大小为kg/m3.
【例3】
如图甲所示,底面积为50cm2的圆柱形玻璃筒中装有一定量的水,放在水平台面上,底面积为10cm2的圆柱形物体B浸没在水中,杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动,CO=2DO;物体A是质量100g的配重.如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,作用在物体A上的运走向下的拉力F为0.6N,物体B有2/5的体积露出水面,筒中水的深度比图甲中水的深度下降了0.4cm;此时,物体B所受的浮力为F浮.水在物体B底面处产生的压强为P.g取10N/kg,杠杆.悬挂物体的细绳的质量均忽略不计,则下列选项正确的是:
A.P的大小为500Pa
B.F浮的大小为0.2N
C.物体B的密度为7g/cm3.
D.物体B的体积为100cm3
【例4】(多选)如图9所示,有两个小球M和N,密度分别为ρM和ρN,小球所受重力大小分别为GM和GN,体积分别为VM和VN.将它们用细线分别挂在轻质杠杆AB两端,且小球M浸没在甲杯的水中静止,小球N浸没在乙杯的油中静止,杠杆AB恰能在水平位置平衡.小球M和N所受浮力分别为FM和FN.已知:
AO׃OB=1׃2,水的密度为ρ水、油的密度为ρ水,且ρN>ρM>ρ水>ρ油,则下列判断中正确的是
A.FM<2FN
B.FM>2FN
C.VM>2VN
D.GM>2GN
【例5】某校科技小组的同学设计了一个从水中打捞物体的模型,如图27所示.其中D.E.G.H都是定滑轮,M是动滑轮,杠杆BC可绕O点在竖直平面内转动,OC∶OB=3∶4.杠杆BC和细绳的质量均忽略不计.人站在地面上通过拉绳子提升水中的物体A,容器的底面积为300cm2.人的质量是70kg,通过细绳施加竖直向下的拉力F1时,地面对他的支持力是N1,A以0.6m/s的速度匀速上升.当杠杆到达水平位置时物体A总体积的五分之二露出液面,液面下降了50cm,此时拉力F1的功率为P1;人通过细绳施加竖直向下的拉力F2时,物体A以0.6m/s的速度匀速上升.当物体A完全离开液面时,地面对人的支持力是N2,拉力F2的功率为P2.已知A的质量为75kg,N1∶N2=2∶1,忽略细绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力,g取10N/kg.求:
⑴当物体露出液面为总体积的五分之二时,物体所受的浮力;
⑵动滑轮M受到的重力G;
⑶P1∶P2的值.
【演兵1】如图21所示,A为直立固定的水管,底部活塞B与水管接触良好且无摩擦,其中装入适量的水,水不会流出,活塞与水管壁间没有摩擦.活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆OCD的C点相连,O为杠杆的固定转轴.一个滑轮组,其自由端与杠杆的D点相连.滑轮组下面挂着一个重为G的物体E.当水对活塞的压强为4×103Pa时,杠杆在水平位置平衡.已知OC:
CD=1:
2,活塞B的横截面
积为30cm2,活塞与硬杆总重为3N.动滑轮自重为2N.不计绳重和摩擦.求:
(1)容器中水受到的重力;
(2)物体E的质量.(g=10N/kg)
【演兵2】
某科技小组的同学们设计了一个自动冲刷装置,该装置能把进水管供给的较小流量的水储存到一定量后,自动开启放水阀门进行冲刷.图12是该装置主要部件的截面示意图,AB是一个可以绕O点转动的轻质杠杆,OB=2OA;C是厚度为d、底面积为S的放水阀门(阀门C刚好堵住排水管管口).将一根细绳一端系在阀门C中央,另一端系在杠杆的A点.浮筒D是一个底面积为4S的空心圆柱体,将细绳一端系在浮筒D下端中央并通过定滑轮使绳的另一端与杠杆的B点相连.当水箱中的水深为2.5h时,系在浮筒D下端的细绳刚好被拉直;当水箱中的水深为3h时,阀门C刚好被打开.在阀门C被打开前,杠杆AB始终保持水平,若细绳所受的重力以及装置的机械阻力均忽略不计,水的密度为ρ水,则放水阀C的质量为.
【演兵3】
如图24所示为一种蓄水箱的放水装置,AOB是以O点为转轴的轻质杠杆,AB呈水平状态,AO=40cm,BO=10cm.Q是一个重为5N、横截面积为100cm2的盖板,它通过细绳与杠杆的A端相连.在水箱右侧的水平地面上,有一质量为50kg的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子,可以控制出水口上的盖板.若水箱中水深为50cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F1,水平地面对人的支持力为N1,滑轮组机械效率为η1;若水箱中水深为100cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F2,水平地面对人的支持力为N2,滑轮组机械效率为η2.已知η1与η2之比为44∶49,盖板的厚度、绳重及绳与滑轮间的摩擦均可忽略不计,人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上,g取10N/kg.求:
(1)当水箱中水深为100cm时,盖板上表面所受水的压强.
(2)动滑轮的总重.
(3)N1和N2之比.
【演兵4】建筑工人使用如图28所示装置,将质量分布均匀的长方体水泥板M吊起后放入水中.工人通过控制电动机A、电动机B,始终保持水泥板M所受拉力竖直向上.当电动机A对绳的拉力为零时,电动机A对地面的压强为p0;当水泥板M一端被竖直滑轮组拉起,另一端仍停在地面上,且水泥板M与水平地面成某角度时,电动机A对地面的压强为p1;当水泥板M被竖直滑轮组拉离地面时,电动机A对地面的压强为p2;当将水泥板M被悬挂着浸没在水中时,电动机A对地面的压强为p3.已知:
水泥板M的体积VM为0.1m3,
=
=5250Pa,
=
=10250Pa,
=
=5250Pa,不计绳重和轴摩擦.(g取10N/kg)求:
(1)竖直滑轮组中动滑轮的总重力G动;
(2)水泥板M所受重力GM;
(3)竖直滑轮组提拉水泥板M将其立起的过程
中机械效率η.(结果保留两位有效数字)
【演兵5】
图24是利用液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图.A是动滑轮,B是定滑轮,C是卷扬机,D是油缸,E是柱塞,吊臂OB始终处于水平状态.作用在动滑轮上共三股钢丝绳,卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提起重物.当重物在水中匀速上升时起重机对地面的压力为F1,柱塞E对吊臂的支撑力为N1,滑轮组的机械效率为η1;重物被完全提出水面后匀速上升时起重机对地面的压力为F2,柱塞E对吊臂的支撑力为N2,滑轮组的机械效率为η2.已知动滑轮A的质量mA为250kg,重物被拉出水面后上升的速度v为0.2m/s,F1为1.2×105N,F2为1.5×105N,N1:
N2=13:
25.若吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及机械摩擦不计,g取10N/kg,求:
(1)被打捞的重物浸没在水中时受到的浮力F浮的大小;
(2)滑轮组的机械效率η1与η2之比;
(3)被打捞的重物完全提出水面后,卷扬机牵引力的功率是多少.
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