物理综合计算题-简单机械的相关计算-专题解课件

简单机械的相关计算

讲师：罗明良简单机械的相关计算讲师：罗明良一、题型概述一、题型概述简单机械的相关计算常考的2类基本题型：※杠杆的相关计算问题：涉及的物理量：动力、阻力、动力臂、阻力臂、支点位置及其相关的变化量等．解题思路：运用杠杆的平衡条件并结合合理的推理.简单机械的相关计算常考的2类基本题型：※滑轮及滑轮组的计算问题：涉及的物理量：物体提升的高度、物体提升的速度、提升物体的重力；动滑轮的重力等．

※滑轮及滑轮组的计算问题：二、题型突破二、题型突破例1．

小明同学自制了一个可以测人体重心位置的装置，如图所示，取一块与自己等长的木板，一端固定，另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来（不计摩擦），在绳子末端的托盘上放一些重物，使木板水平平衡．如果该同学身高160cm、质量为40kg，平躺在木板上后，在托盘中再加上重为137.2N的物体，木板再次平衡．2.1杠杆的相关计算问题例1．2.1杠杆的相关计算问题例1．

小明同学自制了一个可以测人体重心位置的装置，如图所示，取一块与自己等长的木板，一端固定，另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来（不计摩擦），在绳子末端的托盘上放一些重物，使木板水平平衡．如果该同学身高160cm、质量为40kg，平躺在木板上后，在托盘中再加上重为137.2N的物体，木板再次平衡．（1）该装置中滑轮有什么作用？（2）在测人体重心之前，“在绳子末端的托盘上放一些重物，使木板水平平衡”，这样做的目的是什么？例1．例1．

小明同学自制了一个可以测人体重心位置的装置，如图所示，取一块与自己等长的木板，一端固定，另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来（不计摩擦），在绳子末端的托盘上放一些重物，使木板水平平衡．如果该同学身高160cm、质量为40kg，平躺在木板上后，在托盘中再加上重为137.2N的物体，木板再次平衡．（3）请通过计算说明该同学的重心位置（g取9.8N/kg）.例1．例2．如图所示，杆秤是一种传统测量质量的工具，其中A、B是两个不同量程的提纽，秤钩C处悬挂被测物，提起提纽A或B，在秤杆E上移动秤砣D，达到平衡后，根据秤砣的位置可以在秤杆上读出被测物的质量．有关该杆秤下列判断中正确的是（）

A.它只能测量比秤砣质量大的物体

B.用提纽A时比用提纽B时的量程更大

C.将秤砣质量减少，则该秤的读数将偏小

D.只有当秤杆的粗细均匀时，杆秤的刻度才是均匀的例2．A.当秤砣的力臂小于所测量物体的力臂时，就可测量比秤砣质量小的物体，故A错误.

B.用提纽A时比用提纽B时，所测量的物体的力臂小，则其量程大．故B正确.

C.将秤砣质量减小，则要增加力臂，示数偏大．故C错误.

D.杆秤校准时已平衡掉秤杆重力的影响，刻度均匀．故D错误.【解析】A.当秤砣的力臂小于所测量物体的力臂时，就可测量比秤砣质量小例3．

如图所示，在轻质杆OA的末端A处，悬挂有重为G的物体M，在端点A施加大小和方向都可以变化的拉力F，但保证A点位置不动，在力F从水平向右逐渐旋转至竖直向上的过程中，下列叙述中错误的是（）A.拉力F的力臂是先变大后变小的B.拉力F跟它力臂的乘积是不变的C.拉力F的大小是先变小后变大的D.拉力F始终小于G在力F从水平向右逐渐旋转至竖直向上的过程中，以O为支点，F的力臂先变大后变小，利用杠杆的平衡条件分析．【解析】例3．A.拉力F的力臂是先变大后变小的B.拉力F跟它力臂的乘

A.由数学知识分析得知，拉力F的力臂是先变大后变小，当F与杆垂直时力臂最大．故A正确．

B.根据杠杆的平衡条件可知，拉力F与其力臂的乘积等于重力与其力臂的乘积，而重力和其力臂都不变，则拉力F与其力臂的乘积也是不变的．故B正确．

C.由B项分析知拉力F与力臂的乘积不变，又因为拉力F的力臂是先变大后变小，故拉力F的大小是先变小后变大．故C正确．

D.当F竖直时，F的力臂等于G的力臂，此时F=G．故D错误．

综上,本题选D.A.由数学知识分析得知，拉力F的力臂是先变大后变小，当F例4．

一块木板可绕过O点的光滑水平轴在竖直平面内转动，木板上放有一木块，木板右端受到竖直向上的作用力F，从图中位置A缓慢转动到位置B．木块相对木板不发生滑动，则在此过程中（）A.木块所受的摩擦力先增大后减小B.木块所受的支持力先增大后减小C.力F与它的力臂乘积先增大后减小D.力F始终保持不变【解析】例4．【解析】

A.初始位置摩擦力沿木板向上，水平位置摩擦力为零，B位置的摩擦力沿斜面向上，故摩擦力先减小后增大，故A错误．B.初始位置的支持力小于重力；水平位置的支持力等于重力，末位置支持力小于重力．故B正确．C.以木块和木板整体为研究对象，以O点为转动轴，重力大小不变，重力的力臂先增大后减小，根据杠杆的平衡条件，F与F的力臂的乘积也是先增大后减小．故C正确．D.重力不变的情况下，重力的力臂先增大后减小，由几何知识得知，F的力臂与重力的力臂成正比，所以力F始终保持不变．综上,本题选BCD.A.初始位置摩擦力沿木板向上，水平位置摩擦力为零，B位置

1.如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面．则()A.F甲>F乙，因为甲方法的动力臂长

B.F甲<F乙，因为乙方法的阻力臂长C.F甲>F乙，因为乙方法时阻力臂短

D.F甲=F乙，因为动力臂都是阻力臂

的2倍【小试牛刀】D1.如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上3.如图所示，质量分布均匀的长方形木板AB的长度l=4m，中央支于支架O上，A、B两端分别用细绳AD、BC系于天花板上，木板水平时，绳AD、BC刚好绷直，且AD绳竖直，BC绳与AB板成30º角，已知细绳承受的最大拉力均为360N．现有重为300N的小孩，从O点出发.

3.2023/10/3例5．

如图是一个上肢力量健身器示意图．D是动滑轮；配重A的底面积为5×10-2m2，放在水平地面上对地面的压强p0=2.4×104Pa．杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE:OH=2:5．此人受到的重力为600N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力T1时，杠杆在水平位置平衡，他对地面的压力为F1，配重A对地面的压力为FA1，配重A受到的拉力为TA1．配重A对地面的压强p1为6×103Pa；他在H点施加竖直向下的拉力T2时，杠杆仍在水平位置平衡，他对地面的压力为F2，配重A对地面的压力为FA2，配重A受到的拉力为TA2，配重A对地面的压强p2为4×103Pa．已知F1:F2=20:19，杠杆EH和细绳的质量均忽略不计．求：

2.2滑轮及滑轮组的计算问题2023/7/31例5．2.2滑轮及滑轮组的计算问题例5．

例5．例5．如图是一个上肢力量健身器示意图．D是动滑轮；配重A的底面积为5×10-2m2，放在水平地面上对地面的压强p0=2.4×104Pa．杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，例5．如图是一个上肢力量健身器示意图．D是动滑轮；配重A的底例5．

如图是一个上肢力量健身器示意图．D是动滑轮；配重A的底面积为5×10-2m2，例5．（3）∵动滑轮D的优点是省一半力．∴对杠杆EH的E点拉力为F拉1=(TA1+G动)/2．∵在水平位置平衡．∴由杠杆平衡条件得：T1

×OH=F拉1×OE

【解析】（3）∵动滑轮D的优点是省一半力．【解析】2023/10/3例6．

【解析】2023/7/31例6．

【解析】【小试牛刀】

1.如图所示，工人用滑轮组缓慢地打捞沉没在水中的重物，当重物全部在水中时，拉力F为160N，滑轮组的机械效率为80%．当重物离开水面后拉力F′为480N，整个装置的摩擦和绳重不计．求：（1）动滑轮的重力；（2）物体的重力；（3）重物的密度．【答案】（1）G动=64N（2）G物=896N（3）ρ物=1.4×103kg/m3