【物理】简单机械（专题 杠杆的综合计算）课件+2024-2025学年人教版物理八年级下册

第十二章简单机械专题

杠杆的综合计算1.[2024·上海徐汇区校级期末]如图所示，质量为9kg，棱长为5cm的正方体物体A置于水平地面上，通过细绳系于轻质杠杆B端，杠杆可绕O点转动，且CO＝3BO，在C端用F＝20N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且细绳被拉直。(细绳重力不计，g取10N/kg)(1)求B端细绳的拉力F拉。(2)求物体A对地面的压强。(3)当F等于多少时，物体A对地面的压力恰好为零？2.如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会被拉开。其中OB＝1m，OA＝0.25m，阀门的底面积为2cm2，锅炉内气体压强的安全值为6×105Pa，杠杆的重力、摩擦均不计，锅炉外的大气压p0＝1×105Pa。求：(1)当阀门刚好被拉开时，蒸汽对阀门向上的压力。解：当阀门刚好被拉开时，根据压强公式，蒸汽对阀门向上的压力F＝pS＝6×105Pa×2×10－4m2＝120N。(2)当阀门刚好被拉开时，A点受到的压力大小。解：锅炉外的大气压p0＝1×105Pa，当阀门刚好被拉开时，A点受到的压力FA＝ΔpS＝(p－p0)S＝(6×105Pa－1×105Pa)×2×10－4m2＝100N。(3)B点所挂重物的重力大小。解：O为支点，当阀门刚好被拉开，A点受到压力为FA，根据杠杆平衡条件有FA×OA＝G×OB，即100N×0.25m＝G×1m，故B点所挂重物的重力G＝25N。3.如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M为棱长为1m、重6000N的正方体配重，杠杆AB的支点为O，已知OA∶OB＝1∶2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，工人用500N的力竖直向下匀速拉动绳子使建筑材料P以0.5m/s的速度匀速上升时，求：(1)建筑材料P的重力。(2)工人做功的功率。解：v绳＝nv物＝2×0.5m/s＝1m/s，拉力做功的功率P＝Fv绳＝500N×1m/s＝500W。(3)B点受到绳子的拉力。解：由于定滑轮受重力、3段绳子向下的拉力和杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可知，杠杆对定滑轮向上的拉力FA＝3F＋G定＝3×500N＋100N＝1600N，杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，因此杠杆A端受的拉力FA′＝FA＝1600N；(4)物体M对地面的压强。4.如图所示，一个质量为2kg、体积为10－3m3的实心正方体物体M，悬挂在轻质杠杆B端，OB∶OA＝5∶4。当M的一半体积浸在液体中时，A端竖直向下的拉力为20N，此时杠杆在水平位置平衡。(g取10N/kg，ρ液＝1.0×103

kg/m3)(1)此时物体M受到的拉力大小是多少？(2)液体的密度是多少？(3)若剪断细线，物体M在液体中稳定时，M对容器底部的压强是多少？5.如图为一水箱自动进水装置。其中杆AB能绕O点在竖直平面转动，OA＝2OB，C处为进水管阀门，其厚度不计，进水管口横截面积为2cm2，BC为一直杆，A点以一细绳与浮体D相连，浮体D是一个密度为0.4×103kg/m3的圆柱体，横截面积为10cm2，高为0.5m，细绳长为1m。若细绳、杆、阀门的重力不计，当AB杆水平时正好能堵住进水管，且O点距箱底1m。(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)

(1)求浮体D的重力。解：液体D的质量mD＝ρDVD＝ρDSDhD＝0.4×103kg/m3×10×10－4m2×0.5m＝0.2kg，浮体D的重力GD＝mDg＝0.2kg×10N/kg＝2N。(2)当AB杆正好堵住进水管时，浮体D对A端的拉力竖直向

上，则BC杆对杆B端作用力是什么方向？解：竖直向上。(3)若进水管中水的压强为4.4×104Pa，求：①停止进水时，进水管中的水对阀门产生的压力为多大？解：进水管中的水对阀门产生的压力F＝pS＝4.4×104Pa×2×10－4m2＝8.8N。②水箱中水的深度为多少时，进水管停止进水？解：当进水管停止进水，阀门受到进水管的水向上的压