綜合計(jì)算題(1.2)__有關(guān)簡(jiǎn)單機(jī)械的綜合題

1、題型之二有關(guān)簡(jiǎn)單機(jī)械的綜合題在近幾年中，將壓強(qiáng)、浮力、簡(jiǎn)單機(jī)械的知識(shí)綜合起來(lái)進(jìn)行考查，這無(wú)形中 增加了解題的難度.題型主要體現(xiàn)在壓強(qiáng)、簡(jiǎn)單機(jī)械的綜合；壓強(qiáng)、浮力、簡(jiǎn)單 機(jī)械的綜合例?（2014 泰安）一輛質(zhì)量是3.5 X 103 kg的汽車不慎陷入泥濘地面，汽車司機(jī)組織人們用如圖的滑輪組將汽車拖出.已知整個(gè)過(guò)程中，水平拉力F是1 X 103 N, 汽車沿水平方向勻速移動(dòng)了 2 m，滑輪組的機(jī)械效率為 90%求：（1）拉力F做的總功.（2）有用功為多大？（3）汽車受到的阻力大小.點(diǎn)撥：此題中物體沿水平方向運(yùn)動(dòng)，知道克服摩擦力做的功是有用功，與物 體重力（豎直方向）沒(méi)有關(guān)系是解決此題的關(guān)鍵 .A針

2、對(duì)訓(xùn)練11. （2014 廣東）如圖是某種升降電梯工作原理圖，它由轎廂、配重、纜繩、滑輪和電動(dòng)機(jī)等部件組成，連接轎廂的兩根纜繩非?？拷?，轎廂空載時(shí)的重量是3 100 N，配重的重量是3 000 N，某次電梯載貨量的重量是 1 000 N，當(dāng)電梯勻速上升 15 m,所用的時(shí) 間為10 s，不計(jì)纜繩重力和一切摩擦阻力，在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，求：電動(dòng)機(jī)轎糊1）轎廂的速度大小(2)配重重力對(duì)配重做的功(3)電動(dòng)機(jī)的功率至少多大?2. (2014 德陽(yáng))如圖所示，質(zhì)量為 70 kg，邊長(zhǎng)為20 cm的正方體物塊 A置于水平地 面上，通過(guò)細(xì)繩系于輕質(zhì)杠桿 BOC勺B端，杠桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，且BC=3BQ在C端用F

3、=150N豎直向下拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡(繩重不計(jì)，g取10 N/kg).求：(1)物體A的重力G(2 )繩對(duì)杠桿B端的拉力F拉;(3)此時(shí)物體 A對(duì)地面的壓強(qiáng) p.3. ( 2014 濟(jì)寧)山東省第23屆運(yùn)動(dòng)會(huì)山地自行車比賽項(xiàng)目將在濟(jì)寧市萬(wàn)紫千紅度假村 舉行，運(yùn)動(dòng)員李偉參加了小組選拔賽圖中的山地自行車為比賽用車，其相關(guān)數(shù)據(jù)見表:車架材料碳纖維車架材料體積/cm2 500車架質(zhì)量/kg4.5整車質(zhì)量/kg10單輪接觸面積/cm4(1)求碳纖維車架的密度;(2)估算比賽中的山地自行車對(duì)地面的壓強(qiáng);(3)李偉在某路段勻速騎行 6 km,耗時(shí)10 min，若該路段阻力為總重力的0.02倍,求他

4、的騎行功率.4. (2014 長(zhǎng)沙)如圖是一個(gè)上肢力量健身器示意圖.D是動(dòng)滑輪；配重A的質(zhì)量為140 kg,底面積是8.0 X 10“ mJ杠桿EH可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，OE： OH =1 : 2.假定運(yùn)動(dòng)員體重是600 N 一只腳板與地面的接觸面積為2.0 X 10-2 m,(不計(jì)杠桿重、繩重及摩擦，g 取 10 N/kg ).求：(1) 配重A自由放置時(shí)對(duì)地面的壓力是多大?(2)當(dāng)人將配重 A勻速提升0.2 m時(shí)，人做功340 J，動(dòng)滑輪重為多少?(3)當(dāng)配重A和人對(duì)地面的壓強(qiáng)相等且杠桿在水平位置平衡時(shí)，人對(duì)繩的拉力為多大?5. (2013 湖州)如圖裝置為某學(xué)生在科技創(chuàng)新大賽時(shí)發(fā)明的

5、可以直接測(cè)量液體密度的“密度天平”.其制作過(guò)程和原理如下：選擇一根長(zhǎng)1米的杠桿，調(diào)節(jié)兩邊螺母使杠桿在水平位置平衡.在左側(cè)離中點(diǎn)10厘米的A位置用細(xì)線固定一個(gè)質(zhì)量為150克、容積為80毫升的容器.右側(cè)用細(xì)線懸掛一質(zhì)量為 50克的鉤碼(細(xì)線的質(zhì)量忽略不計(jì)).測(cè)量時(shí)往容器中加滿待測(cè)液體，移動(dòng)鉤碼使杠桿在水平位置平衡，在鉤碼懸掛位置直接讀出液體的密度44(1) 該“密度天平”的“零刻度”應(yīng)標(biāo)在右端離支點(diǎn)O 米處.(2) 該“密度天平”的量程為多大？(3) 若將鉤碼的質(zhì)量適當(dāng)增大，該“密度天平”的量程將 (填“增大” “減小”或“不變”).6. ( 2014 臨沂)如圖所示是某建筑工地用吊車提升大理石板

6、的示意圖已知大理石的密度是2.8 x 103 kg/m 3，每塊大理石板的規(guī)格為 50 cmX 50 cmX 2 cm,升降機(jī)吊框的重 力是600 N.不計(jì)滑輪和鋼絲繩的重力，不計(jì)摩擦， g取10 N/kg .則： 一塊大理石板平放在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少?2）如果吊車鋼絲繩能承受的最大拉力是10 000 N ，則該吊車一次最多能勻速提升多少塊大理石板？3）在某次提升作業(yè)中，吊車鋼絲繩的拉動(dòng)速度是0.1 m/s ，則在 2 min 內(nèi)吊車將大理石板提升的高度是多少？題型之二有關(guān)簡(jiǎn)單機(jī)械的綜合題例2 (1)拉力移動(dòng)的距離：s=ns 物=2 X 2 m=4 m,拉力做的功：W =Fs=1

7、X 103 N X 4 m=4X 103 J ；(2) n =W有用，-拉力做的有用功：W總33W有用=wb、n =4X 10 J X 90%=3.6X 10 J ；(3) T W=Fs -滑輪組對(duì)汽車的拉力：F'=W有用33.6 10 J2m3=1.8 X 10 N. 汽車做的是勻速運(yùn)動(dòng)，汽車受的拉力和阻力是一對(duì)平衡力，大小相等，汽車受的阻力f=F' =1.8 X 103 N.針對(duì)訓(xùn)練1. (1)轎廂運(yùn)動(dòng)的速度：v=1m 1.5 m/s;10s(2) 配重重力對(duì)配重做的功：4W=Fs=Gh=000 N X 15 m=4.5 X 10 J ；(3) 當(dāng)轎廂勻速上升時(shí)，轎廂豎直向

8、下受到自身重和載貨重，豎直向上受到配重拉力和電機(jī)的拉力，滿足G空+G貨=F 配+F 電，所以 F =G空+G貨-F 配=3 100 N+1 000 N-3 000 N=1 100 N，所以，電動(dòng)機(jī)的功率至少為：W電F電s片亠= =F 電 v=1 100 N X 1.5 m/s=1 650 W. t t2. ( 1)物體A的重力G=m=70 kg X 10 N/kg=700 N ;(2)由杠桿平衡條件得：F拉X Lob=Fx Loc,F 拉=Aoc=150N 2Lob=300 N;(3)物體A對(duì)地面的壓力F 壓=G-F拉=700 N-300 N=400 N ;物體與地面的接觸面積2-2 2S=0

9、.2 m X 0.2 m=0.04 m =4X 10 m , 物體對(duì)地面的壓強(qiáng)400N4 10-2m24=1.0 X 10 Pa.3.；4.5kg_- =1.8 x 103 kg/m2.5 10-m3(2) 以人體質(zhì)量為70 kg計(jì)算，地面所受的壓力:F=G=mg (10 kg+70 kg ) x 9.8 N/kg=784 N ;地面受到的壓強(qiáng)：F p=S784N42 =9.8 x 10( 1)根據(jù)杠桿的平衡條件公式FL=F2L2得，150 g x 10 cm=50g x 匕解得，L2=30 cm.(2)根據(jù)題意鉤碼移動(dòng)至最右端，該“密度天平”達(dá)到最大量程，設(shè)OA為L(zhǎng)1，O點(diǎn)距最右端的距離為L(zhǎng)

10、2'，容器的質(zhì)量為 m,鉤碼的質(zhì)量為 m,容器中加滿液體的質(zhì)量為 m由 F1L1 = F2L2 得(m+n) gL1' =mgL_2，已知：m=150 g , m=50 g , L1=10 cm, L2' =50 cm,代入上式解得，m=100 g , Pa ;4 2 10 m(3)運(yùn)動(dòng)員與車的總重力G=mg784 N;騎自行車克服阻力所做的功W=F=0.02 GX 6x 103 m3=0.02 X 784 N X 6 X 10 m=94 080 JW94080J功率F=156.8 W.t10 60s4. ( 1)配重A自由放置時(shí)對(duì)地面的壓力：F=G=mg140 kg

11、x 10 N/kg=1 400 N ;(2) 根據(jù)題意可知，W總=Gh+G動(dòng) h,即卩 340 J=1 400 N x 0.2 m+G動(dòng) x 0.2 m，貝U G動(dòng)=300 N ;(3) 設(shè)配重A和人對(duì)地面的壓強(qiáng)相等且杠桿在水平位置平衡時(shí)，人對(duì)繩的拉力為F;人對(duì)地面的壓力：F人=600 N- F;OH由 Fx OH=FxOE可得，F(xiàn)e=F =2F；OE對(duì)D分析可知2FE=G+F' a,即4F=G動(dòng)+F' a,則F' a=4F-300 N，故配重A對(duì)地面的壓力為 FAFa=1 400 N- F' a=1 400 N-4 F+300 N=1 700 N-4 F;因?yàn)榕渲谹和人對(duì)地面的壓強(qiáng)相等，則p人=pA,F人 =FASASa600N-F 1700N -4F2 2 10-2m28.0 10-2m2,F=250 N.m 100gV 80 cm3=1.25 g/cm(3)當(dāng)鉤碼的質(zhì)量適當(dāng)增大時(shí)，說(shuō)明杠桿一側(cè)的力增大，在力臂關(guān)系相同的情況下，另 側(cè)的力也會(huì)增大，即該“密度天平”的量程將增大6. (1)每塊大理石重：33G= mg= p Vg= 2.8 x 10 kg/m x 0.5 m x 0.5 m x