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河北物理中考考的复习练习:小专题(三) 简单机械的综合计算.doc

上传人:weiwoduzun 文档编号:4625177 上传时间:2019-01-05 格式:DOC 页数:6 大小:98KB
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1、小专题(三) 简单机械的综合计算1(2016安顺 )如图所示,杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升如表是提升物体时采集到的信息:物重G(N)OA(m)OB(m)A端上升的髙 度h/mB端下降的竖直距离s/m40 0.8 0.4 0.2 0.1(1)若不计杠杆自重和摩擦 , 则拉力F的大小;(2)若实际拉力 F为90 N,求拉力做的总功及杠杆的机械效率(机械效率保留三位有效数字)解:(1)不计杠杆自重和摩擦,由杠杆平衡条件可得:FOBGOA ,即F0.4 m40 N0.8 m解得F80 N(2)由表中数据可知:s 0.1 m,h0.2 m拉力做的总功:W 总 Fs90 N0.1 m9

2、 J有用功:W 有用 Gh 40 N 0.2 m8 J杠杆的机械效率: 100% 100%88.9%W有 用W总 8 J9 J2(2015潍坊 )建筑工人要向楼上运送货物,为了省力,他在一个斜面上安装了一个滑轮组,做成如图所示的装置,斜面的倾角为30且固定在水平面上运送货物时,工人用400 N的力拉绳子,重为500 N的货物在20 s内沿斜面匀速运动6 m,求此过程中:(1)重物的速度大小;(2)工人提升重物做的有用功;(3)该装置的机械效率解:(1)重物的速度大小v 0.3 m/sst 6 m20 s(2)重物上升的高度hs sin30 3 ms2 6 m2所做的有用功W 有用 Gh 500

3、 N 3 m1 500 J(3)绳子自由端移动的距离s 绳 2 s26 m12 m人做的总功W 总 Fs 绳 400 N12 m4 800 J该装置的机械效率 0.312 531.25%W有 用W总 1 500 J4 800 J3(2016资阳 )造福于资阳人民的“毗河引水”工程正在如火如荼地进行建设,如图所示为乐至县境内某引水渡槽建设工地用升降机从地面提升渡槽组件的示意图若渡槽设计高度为h10 m每一段组件质量为m210 3 kg,升降机最大功率为P 40 kW,每根钢丝绳上能承受的最大拉力是F 0410 4 N,不计滑轮和钢丝绳的重力及摩擦力,g取10 N/kg,求:(1)该升降机一次最多

4、能匀速提升多少段渡槽组件(2)某次提升中 ,升降机最大功率在 t20 s内将3段渡槽组件从地面匀速提升至设计高度,求钢丝绳拉力的功率P 1和升降机的机械效率.解:(1)每一段组件的重力Gmg210 3 kg10 N/kg210 4 N滑轮组的最大拉力F3410 4 N1.210 5 N渡槽组件的段数: 6段1.2105 N2104 N(2)钢丝绳拉力做的有用功:W有用 Gh3210 4 N10 m610 5 J钢丝绳拉力的功率P 1 310 4 WW有 用t 6105 J20 s总功W 总 P 总 t4010 3 W20 s610 5 J升降机的机械效率 100% 100%75%W有 用W总

5、6105 J8105 J4(2016天门 )陆羽公园矗立着由汉白玉制成的“茶圣”陆羽的雕像,其质量为5.4 t,吊装时用如图所示的滑轮组将雕像匀速吊上3 m的高台已知提升雕像时,拉力F的功率为610 3 W,绳子自由端移动的速度为0.3 m/s.(g取10 N/kg)求:(1)滑轮组将雕像吊上 3 m高台需要的时间t为多少秒?(2)滑轮组对雕像做的有用功是多少?(3)提升雕像的过程中滑轮组的机械效率是多少?解:(1)由图可知:n3;则绳子自由端移动的距离:s 3 h33 m9 m,根据v 得所用的时间:t 30 sst sv 9 m0.3 m/s(2)雕像的重:Gmg5.410 3 kg10

6、N/kg5.410 4 N滑轮组对雕像做的有用功:W 有用 Gh 5.410 4 N3 m1.6210 5 J(3)已知拉力F的功率为610 3 W,t30 s,根据P 得拉力做的总功:WtW总 Pt610 3 W30 s1.810 5 J提升雕像的过程中滑轮组的机械效率: 100% 100%90%W有 用W总 1.62105 J1.8105 J5(2016沈阳 )如图所示是起重机吊臂上滑轮组的示意图用该滑轮组将一些规格相同的石板匀速提升到2 m高的平台上,若每块石板的重力均为1.210 4 N当滑轮组一次提升一块石板时,钢丝绳的拉力F的功率为3 000 W,此时滑轮组的机械效率为80%,不计

7、摩擦和钢丝绳的重力 ,求:(1)在此过程中 ,石板匀速上升时的速度是多少?(2)若该滑轮组一次匀速提升两块石板到同一平台上,则此时钢丝绳的拉力F是多少?解:(1)根据 可得总功:W 总 310 4 JW有 用W总 GhW总 Gh 1.2104N2 m0.8由P 可得拉起石板的时间:t 10 sWt W总P 3104 J3 000 W所以石板上升的速度:v 0.2 m/sst ht 2 m10 s(2)由W 额 G 动 hW 总 W 有用 可得,动滑轮重力:G 动 W总 W有 用h 3104 J 1.2104 N2 m2 m3 000 N由图知,通过动滑轮绳子段数n3,不计摩擦和钢丝绳的重力,由

8、F (G物 G 动 )可得,当滑轮组一次提升两块石板时拉力为:1nF (21.2104 N3 000 N)9 000 N136(2016南充 )某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组提升重物,不计绳重和摩擦第一次他匀速提升重物G 1150 N时,人竖直向上拉绳的力为F 1,人对高台的压强为 p1;第二次他匀速提升另一重物G 2270 N时,人竖直向上拉绳的力为F 2,人对高台的压强为p 2.两次物体匀速上升的速度均为0.5 m/s,人的重力G 人 500 N,且p 1p 21415.求:(1)若人的双脚与高台的总接触面积为410 2 m2,当人站在高台上没有拉绳时 ,人对高台的压强;(2)第一次

9、提升重物时 ,克服物体重力做功的功率;(3)第二次提升重物时 ,滑轮组的机械效率解:(1)当人站在高台上没有拉绳时,对高台的压力:F压 G 人 500 N人对高台的压强:p 人 1.2510 4 PaF压S 500 N410 2 m2(2)第一次提升重物时 ,克服物体重力做功的功率:PG 1v150 N0.5 m/s 75 W(3)由图可知,n3,则绳子自由端的拉力:F (GG 动 ) (GG 动 )1n 13人对高台的压力:F 压 G 人 FG 人 (GG 动 )13对高台的压强:p F压S G人 13(G G动 )S 3G人 G G动3S第一次他匀速提升重物G 1150 N时,p1 3G人

10、 G1 G动3S 3500 N 150 N G动3S ,p 21 650 N G动3S 3G人 G2 G动3S ,则 ,解得:G 动 30 3500 N 270 N G动3S 1 770 N G动3S p1p21 650 N G动3S1 770 N G动3S 1 650 N G动1 770 N G动 1415N,由 100% 100% 100%可得,W有 用W总 Gh(G G动 )h GG G动第二次提升重物时滑轮组的机械效率: 100% 100%90%G2G2 G动 270 N270 N 30 N7(2016张家口桥西一模 )如图所示装置中,甲物重G 甲 30 N,乙物重G 乙 是动滑轮重G

11、 轮 的4倍,物体乙跟地面的接触面积为210 3 m2.轻杆AB可以绕O点转动,且OAOB5 3,不计轴摩擦,装置如图所示处于平衡状态时,乙对水平地面的压力为100 N,求:(1)乙对地面的压强(2)此时动滑轮对物体乙的拉力(3)若在物体甲下面再加挂物体丙,恰使物体乙对地面的压强为零,则丙的重力为多大解:(1)乙对地面的压强p 乙 F/S 100 N/210 2 m25 103 Pa(2)根据杠杆平衡条件:G 甲 OAF BOB 即F BG 甲 30 N 50 NOAOB 53水平地面对乙物体的支持力:F 支 F 压 100 N因为动滑轮和物体乙有三段绳子承担,根据平衡力的知识有:3F BF 支 G 乙 G 轮即:350 N100 N4G 轮 G 轮 解得:G 轮 50 N 则G 乙 200 N所以,动滑轮对物体乙的拉力F 拉 3F BG 轮 350 N 50 N 100 N(3)若物体乙对地面的压强为0,则有F B (G乙 G轮 )3 200 N 50 N3 250 N3根据杠杆平衡条件F AOAF BOB即F A G 甲 50 NFBOBOA 250 N3 35则G 丙 F AG 甲 50 N30 N 20 N

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