专题10 简单机械综合（原卷版）.docx

1、模块一 力学专题 10 简单机械综合*知识与方法一、杠杆相关计算1.杠杆平衡条件：（1）杠杆的平衡态：静止或匀速转动。（2）公式：F1l1=F2l2（3）说明：分析杠杆问题要找好支点、动力和阻力的方向、力臂。想象杠杆转动起来，支点是杠杆转动过程中唯一不动的点；动力和阻力都是杠杆受的力；力臂是从支点到力的作用线的垂线段的长度。在判断动力和阻力的方向时，要注意动力和阻力产生的作用效果是相反的，也就是让杠杆旋转的方向是相反的。2.杠杆的最小力问题：此类问题通常阻力和阻力臂均保持不变，所以最小力（动力）的问题就是找最大力臂（动力臂）。3.杠杆和浮力综合：注意杠杆平衡条件中的力都是杠杆直接受到的力，所以

2、这类问题一定要对受浮力的物体进行受力分析，列出力的平衡方程，整理出杠杆直接受力的表达式，再列杠杆平衡方程求解。4.杠杆和压力、压强综合：因为物体对地面的压力大小等于地面对物体的支持力（相互作用力），所以，一定要对受支持力的物体进行受力分析，列出力的平衡方程，整理出杠杆直接受力的表达式，再列杠杆平衡方程求解。二、滑轮组相关计算1.竖拉问题：（1）物体在空气中：不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦，n 为提升动滑轮绳子的段数受力情况：nF=G 物+G 动移动距离：s=nh移动速度：v 绳=nv 物机械效率：=总有WW=FshG物=nFG物=动物物GGG注意：=总有WW=动物物GGG，使用条件：不计绳重和

3、绳子与滑轮之间的摩擦。（2）物体在液体中：不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦，n 为提升动滑轮绳子的段数受力情况：nF+F 浮=G 物+G 动移动距离：s=nh移动速度：v 绳=nv 物机械效率：=总有WW=FshFG）（浮物=nFFG浮物=动浮物浮物GFGFG注意：=总有WW=动浮物浮物GFGFG，使用条件：不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦。2.横拉问题（1）物块匀速直线运动，所受滑动摩擦力为 f。受力情况：2F=f移动距离：s 绳=2s 物移动速度：v 绳=2v 物（2）物块匀速直线运动，所受滑动摩擦力为 f。受力情况：F=2f移动距离：s 物=2sF移动速度：v 物=2vF费力但省距离*针对训

4、练一、单选题1（2022 秋陕西咸阳九年级统考期末）工人利用滑轮组吊起重为 2400N 的路灯杆（质量分布均匀）。如图所示，这是路灯杆一端刚被匀速拉起的简图。路灯杆离地后被匀速提升 1m，绳端拉力 F1000N。下列说法正确的是（）A路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于费力杠杆B利用该滑轮组既可以省力还可以省功C路灯杆离地后，绳端拉力 F 做的功为 1000JD路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为 80%2（2022四川遂宁统考中考真题）码头上的工作人员，利用如图所示的杠杆将一桶淡水从地面转移到船上（杠杆始终保持水平）。挂在 A 端的的桶重 100N，内部底面积为2600cm，桶内装有 800N 的水

5、，水深 1m。重 600N 的工作人员用绳子竖直拉住 B 端，工作人员的脚与地面的接触面积2300cm，:1:3OA OB。下列计算结果错误的是（）（331.0 10 kg m水，g 取10N kg）A水对桶底的压强为41.0 10 PaB水对桶底的压力为 600NC人对地面的压力为 375ND人对地面的压强为41.0 10 Pa3（2022 春广东河源八年级统考期末）如图是上肢力量健身器示意图，杠杆 AB 可绕 O 点在竖直平面内转动，3ABBO，配重的重力为 120 牛，重力为 500 牛的健身者通过细绳在 B 点施加竖直向下的拉力为 F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为 85

6、牛，在 B 点施加竖直向下的拉力为 F2 时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为 60 牛。已知122:3:FF，杠杆 AB 和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计，下列说法正确的是（）A配重对地面的压力为 50 牛时，健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 160 牛B配重对地面的压力为 90 牛时，健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 120 牛C健身者在 B 点施加 400 牛竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为 35 牛D配重刚好被匀速拉起时，健身者在 B 点施加竖直向下的拉力为 540 牛二、多选题4（2022四川南充统考中考真题）某科技小组设计了一种测量浑水密度的装置，如图所示，A

7、是体积为 10-3m3的均匀正方体浮子，B 是圆形容器，C 是固定在容器底部的定滑轮，通过细绳将 A 与滑轮组连接。当容器中盛有适量密度为 1.0103kg/m3 的清水，连接浮子的绳子恰好不受拉力时，浮子 25 的体积浸在清水中；当绳子末端拉力为 F1 时，浮子在清水中浸没后能缓慢匀速向下运动：把清水换成待测浑水后，绳子末端拉力为 F2=3.1N 时，浮子浸没后也能缓慢匀速向下运动。已知动滑轮质量为 30g，g=10N/kg，不计绳子质量，伸缩，摩擦及水的阻力则（）A浮子的密度为 0.6103kg/m3B绳子拉力 F1 为 2.1NC清水中浮子浸没后匀速运动时滑轮组的机械效率约为 95%D浑

8、水密度为 1.2103kg/m3三、填空题5（2022吉林长春统考一模）如图所示，轻质木板 AB 处于水平位置平衡，可绕 O 点无摩擦转动，OA=0.3m，OB=0.7m，在 A 端挂一个边长为 5cm、重 3.5N 的正方体物体甲，另一重 3N 的小滑块乙在水平拉力作用下，以 0.1m/s 的速度从 O 点匀速向右滑动，在此过程中，甲对地面的压力 _，小滑块滑动 1s 时，物体甲对地面的压强是 _Pa。小滑块能在木板上水平滑动的时间为 _s。6（2021安徽合肥统考二模）如图所示，在轻质弯杠杆 AOBC 的 C 端施加一个最小的动力 F，提起悬挂在其端重为 200N 的物体并保持静止状态，已

9、知 O 为杠杆的支点，AO=50cm，OB=30cm，BC=40cm，则所施加的最小动力 F 的大小应为_ N。7（2022重庆二模）如图所示，轻质杠杆 AB 用细线悬挂于 O 点，A 点挂边长为 2dm、密度为 2103kg/m3的正方体 C，B 点挂边长为 1dm 正方体 D，AO：OB=2:5，杠杆在水平位置平衡时，D 静止在空中，C 对水平地面的压强为 1000Pa，则 D 的密度为_kg/m3；若将正方体 D 浸没在密度为 2103kg/m3 的液体中（未接触到容器底），保持杠杆在水平位置平衡，要使 C 对水平地面的压强增大为 2000Pa，可将物体 C 沿竖直方向切去的质量为_kg

10、。8（2022湖南怀化统考中考真题）体积相同的实心物块甲和乙，它们分别挂在一根轻质不等臂杠杆 AOB的左右两端，保持水平位置平衡，已知甲和乙的密度之比为 12，则 AOOB=_，若将甲、乙如图所示同时浸没在水中，则杠杆_端将下降。（选填“A”或“B”）四、计算题9（2022山东威海统考中考真题）为了建设精致城市，每到春天园林工人要在过街天桥上放置花草，为城市增添一抹绿色。如图所示，工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平，与栏杆 M 接触点为 O；用沙袋将木棒 B 端压在栏杆 N 上，在木棒 A 端吊装滑轮组。:1:2OA OB，每个沙袋重300N，每个滑轮重24

11、N。（木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计）（1）若 A 点受到竖直向下的拉力为1000N，为了保持木棒水平平衡，在 B 端至少需要放置几个沙袋？（2）若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子，将重为376N 的花架匀速提升5m。求：滑轮组的机械效率。滑轮组对绳 AC 的拉力。10（2022山东潍坊统考中考真题）图甲是某卫生间马桶水箱的进水调节装置，图乙为其结构示意图，浮臂 AB 可视为绕O 点转动的杠杆，5cmOA，1cmOB，A 端通过细连接杆 AC 与柱状浮筒连接，浮筒质量为50g，B 端通过细连接杆 BD 与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为20.2cm。当水箱中无水或

12、水量较少时，止水阀打开，水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时，浮筒推动杠杆，使止水阀刚好堵住进水管，停止进水，此时 AB 处于水平位置，连接杆竖直，大气压强501.0 15 Pap，进水管中水压56.0 10 Pap水。除浮筒外其它装置所受重力不计，忽略所有摩擦，g 取10N/kg，水的密度331g.00/m1k水。刚停止进水时，求：（1）浮筒所受重力；（2）进水管中的水对止水阀的压力；（3）连接杆 BD 对止水阀的压力；（4）浮筒排开水的体积。11（2022河北衡水校考一模）如图所示，有一体积为 1m3、密度为 1.45103kg/m3 的物体置于水底，欲将其打捞上来，现用电动机带动钢丝绳

13、自由端通过滑轮组使物体以 0.1m/s 的速度在水中匀速上升，经过 3min的时间物体由水底提升到水面，在此过程中滑轮组的机械效率为 90%（不计物体的高度、绳重和摩擦，g取 10N/kg，水=1.0103kg/m3)，求：(1)物体浸没在水中时受到的浮力；(2)物体在水底时受到水的压强；(3)动滑轮的重力；(4)若物体离开水中后匀速上升，且电动机的输出功率比物体在水中时增大了 20%，此时钢丝绳自由端的速度。12（2022湖南郴州统考中考真题）如图所示，用细线将一质量可忽略不计的杠杆悬挂起来，把质量为 0.3kg的物体 A 用细线悬挂在杠杆的 C 处；质量为 0.5kg 的物体 B（B 不溶于水）用细线悬挂在杠杆的 D 处。当物体 B 浸没于水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡。此时 C、D 到 O 点的距离分别为 20cm、30cm。（g取 10N/kg）求：（1）物体 A 的重力；（2）细线对物体 B 的拉力；（3）物体 B 的体积。