【2022年暑假精细复习 】第十二章 简单机械 专项综合全练（四） 人教版八年级物理下册

专项综合全练(四)简单机械两则专项训练第1部分简单机械综合计算类型一与杠杆有关的综合计算1.(2021安徽合肥高新质检)如图1所示，轻质杠杆的A端挂质量是50kg,边长是20cm的正方体重物，在B点施加力的作用使重物对水平地面的压强为9000Pa。已知OA:OB=3:1,求：(1)当杠杆在水平位置平衡时，重物对地面的压力是多大？(2)此时B点的拉力是多大？2.(2021广东深圳中考)深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员正在紧张忙碌地进行架桥机钢梁吊装等施工作业。(g取10N/kg)(1)图3为图2中起重机的简图，请画出阻力F2的力臂l2.(2)图4为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5×103kg,体积为200m3,架桥机滑轮组总拉力为4×103N,自由端移动距离为25m,将箱梁提升1m。求：①箱梁的密度；②架桥机在此过程中的有用功；③架桥机在此过程中的机械效率。类型二与滑轮组有关的综合计算3.(2021江西九江期中)工人利用如图5所示的滑轮组在20s内将重400N的物体匀速向上提起2m,所用拉力为250N。(1)求物体上升的速度；(2)求绳子自由端移动距离；(3)若用此滑轮组将重900N物体竖直向上匀速提升，不计绳重和摩擦力，求拉力大小。4.(2021湖北襄阳中考)如图6所示，工人用300N的拉力，把一重为500N的货物G用滑轮组提升了3m(忽略摩擦及绳重)。求：(1)工人做的有用功；(2)滑轮组的机械效率(结果保留一位小数)；(3)动滑轮重。5.如图7所示，在3N的水平拉力F作用下，重30N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体在水平地面上匀速运动时，受到地面对它的摩擦力为4.5N。求：(1)A处拉力大小；(2)若拉力F以0.5m/s的速度匀速拉了4s,A处拉力所做的功是多少；(3)滑轮组的机械效率为多少。6.(2021独家原创试题)小明想利用如图8所示的滑轮组将一质量为56kg的石块打捞出水，已知连接滑轮组的绳子能承受的最大拉力为120N,石块的密度ρ石=2.8×103kg/m3,每个滑轮的质量为1kg,不计绳重及摩擦力，g取10N/kg。则：(1)该石块浸没在水中时受到的浮力是多大？(2)石块露出水面前该滑轮组的机械效率是多少？(3)使用该绳子能否将石块完全打捞出水？请计算说明。类型三与斜面有关的综合计算7.(2021安徽滁州定远二模)如图9是为了上山方便而修建的盘山公路。为什么盘山公路要修成形呢？因为盘山公路相当于斜面。若从山底到山顶的盘山公路长200m,山高30m,一辆5t的小型货车从山底开上山顶牵引力保持2.5×104N不变，求：(1)车行驶过程中牵引力所做的功，(2)该盘山公路的机械效率；(3)小货车在行驶过程中所受的阻力。8.(2021江苏无锡新吴期末)如图10所示，斜面长5m,高1m,把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端，此时斜面的机械效率为80%。则：(1)有用功是多少？(2)所用推力为多少？(3)物体受到的摩擦力为多少？第2部分杠杆和滑轮组的作图类型一杠杆力臂作图1.(2021内蒙古通辽中考)如图1所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆AOB压住入水口，停止上水。请在图中画出动力F1、阻力F2和动力臂L1。2.如图2是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动。在图上画出动力臂L1和阻力F2的示意图。3.(2021江苏南京模拟)若使图3中的杠杆OA保持水平位置平衡，现已画出F2的力臂L2,请作出力F2的示意图。类型二杠杆最小力作图4.(2021独家原创试题)如图4甲所示是小明家打开盖的电饭煲，其简化图如图乙所示。当小明关上电饭煲盖时，请画出他施加在电饭煲盖A点的最小力F的示意图及其力臂l。5.(2021山西中考)中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图5是用切刀将黄芪切片的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点最小力F的示意图及其力臂l。类型三滑轮组绕线作图6.(2021广东惠州龙门期中)如图6所示，人站在地上用滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳画出正确的绕法。7.(2021新疆建设兵团第二师期末)试在如图7中画出最省力的绳子绕法。类型四滑轮组设计作图8.如图8所示，站在地面上的建筑工人用滑轮组提升建筑材料。已知该工人的重力为600N,建筑材料的重力为1500N,请选用最少的滑轮组装一个滑轮组将物体提升起来，并用笔画线代替绳子在图中画出绳子的绕法。(不计动滑轮和绳子的重力及摩擦力)

【参考答案及解析】第1部分简单机械综合计算1.【答案】(1)360N(2)420N【解析】(1)重物与地面的接触面积为S=(0.2m)2=0.04m2；重物对水平地面的压强为9000Pa,重物对地面的压力是F压=pS=9000Pa×0.04m2=360N；(2)杠杆A端绳子的拉力：FA=G－F支=G－F压=50kg×10N/kg－360N=140N；由杠杆平衡条件可得：FA×OA=F×OB；B点的拉力为：F=eq\f(FA×OA,OB)=140N×3=420N。2.【答案】(1)见解析图(2)①2.5×103kg/m3②5×106J③50%【解析】(1)力臂是支点到力的作用线的距离，如图所示。(2)①箱梁的密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(5×103kg,200m)=2.5×103kg/m3②箱梁的重力G=mg=5×105kg×10N/kg=5×106N架桥机在此过程中的有用功W有=Gh=5×106N×1m=5×106J③架桥机在此过程中的总功W总=Fs=4×105N×25m=1×107J架桥机在此过程中的机械效率η＝eq\f(W有,W总)×100%＝eq\f(5×106J,1×107J)×100%=50%。3.【答案】(1)0.1m/s(2)4m(3)500N【解析】(1)物体上升的速度为：v物=eq\f(h,t)＝eq\f(2m,20s)＝0.1m/%:(2)绳子白由端移动的距离为s=2h=2×2m=4m；(2)由F=eq\f(1,2)(G+G动)可得动滑轮的重力为：G动=2F1－G1=2×250N－400N=100N；当提起G2=900N的物体时，所用拉力为F2=eq\f(1,2)(G2+G动)=eq\f(1,2)×(900N+100N)=500N。4.【答案】(1)1500J(2)83.3%(3)100N【解析】(1)工人做的有用功：W有用=Gh=500N×3m=1500J；(2)绳子自由端移动的距离：s=nh=2×3m=6m,绳子自由端拉力做的功：W总=Fs=300N×6m=1800J,滑轮组的机械效率：η=eq\f(W有,W总)＝eq\f(1500J,1800J)≈83.3%:(3)忽略摩擦及绳重，由F=eq\f(1,n)(G+G动)可得，动滑轮重：G动=nF－G=2×300N－500N=100N。5.【答案】(1)4.5N(2)4.5J(3)75%【解析】(1)A处拉力：FA=f=4.5N；(2)绳端移动的距离：s绳=vt=0.5m/s×4s=2m,物体运动的距离：s物＝eq\f(s绳,n)=eq\f(2m,2)=1m,则A处拉力所做的功：W=FAs物=4.5N×1m=4.5J；(3)滑轮组的机械效率为：η=eq\f(W有用,W总)＝eq\f(FAS物,F×2s物)＝eq\f(FA,2F)＝eq\f(4.5N,2×3N)=75%。6.【答案】(1)200N(2)94.7%(3)见解析【解析】(1)石块的体积V=eq\f(m,ρ石)＝eq\f(56kg,2.8×103kg/m3)=0.02m3,石块浸没在水中时V排=V,所受到的浮力F浮＝ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N；(2)石块的重力G=mg=56kg×10N/kg=560N,动滑轮的总重力G动=m动g=2kg×10N/kg=20N,滑轮组对石块的拉力F拉=G－F浮=560N－200N=360N,石块露出水面前该滑轮组的机械效率η=eq\f(W有用,W总)＝eq\f(W有用,W有用+W额外)＝eq\f(F拉h,F拉h+G动h)＝eq\f(F拉,F拉+G动)＝eq\f(360N,360N+20N)≈94.7%；(3)当石块完全露出水面后，绳子自由端的拉力F=eq\f(G+G动,n)＝eq\f(560N+20N,4)=145N>120N,所以使用该绳子不能将石块完全打捞出水。7.【答案】(1)5×106J(2)30%(3)1.75×104N【解析】(1)车行驶过程中牵引力所做的功W总=Fs=2.5×10N×200m=5×106J；(2)货车重力G=mg=5000kg×10N/kg=5×104N,牵引力做的有用功：W有用=Gh=5×104N×30m=1.5×106J,该盘山公路的机械效率：η=eq\f(W有,W总)=eq\f(1.5×106J,5×106J)=30%:(3)额外功W额外=W总－W有用=5×106－1.5×106J=3.5×106J,阻力f=eq\f(W额外,s)＝eq\f(3.5×106J,200m)=1.75×104N。8.【答案】(1)5000J(2)1250N(3)250N【解析】(1)所做的有用功：W有=Gh=5000N×1m=5000J；(2)总功为：W总＝eq\f(W有,η)＝eq\f(5000J,80%)=6250J；F=eq\f(W总,s)＝eq\f(6250J,5m)=1250N:(3)此过程的额外功为：W额=W总－W有=6250J－5000J=1250J,f=eq\f(W额,s)＝eq\f(1250J,5m)＝250N。第2部分杠杆和滑轮组的作图1.【答案】如图所示【解析】由图和题意可知，O为支点，水对浮标的向上的作用力为动力，入水口对B端的向上的作用力为阻力；过杠杆B点作竖直向上的力即为阻力F2,过浮标重心作竖直向上的力即为动力F1,过支点O作动力F1作用线的垂线段，垂线段的长度即为动力臂L1。2.【答案】如图所示【解析】杠杆OBA受到绳子的拉力斜向上，从支点O向动力作用线作垂线段，所得垂线段长即为动力臂L1；物体通过绳对杠杆的拉力为阻力F2,方向竖直向下。3.【答案】如图所示【解析】由题图可知，O为支点，力F1方向向下，动力和阻力使杠杆转动的效果相反，则力F2方向应向上；过力臂L2的右端垂直于L2沿向上的方向画出F2,F2的作用点在杠杆上。4.【答案】如图所示【解析】由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2,可知在阻力和阻力臂一定的条件下，动力的力臂越长，动力越小，力F作用在A点，故OA长即为最长力臂，过A点垂直于力臂OA向下即可作出最小动力F。5.【答案】如图所示【解析】根据杠杆的平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越长越省力，OA长是最长的动力臂；阻力使杠杆逆时针转动，动力应使杠杆顺时针转动，故应过A点作垂直于OA向下的动力F6.【答案】如图所示【解析】因为人站在地面上用滑轮组提升重物，所以由2段绳子承担物重，应从定滑轮开始绕起，经过