物理综合计算题-简单机械的相关计算-专题解课件.ppt

1、简单机械的相关计算 讲师：罗明良讲师：罗明良一、题型概述一、题型概述简单机械的相关计算简单机械的相关计算常考的常考的2类基本题型类基本题型：杠杆的相关计算问题：杠杆的相关计算问题：涉及涉及的物理量的物理量：动力、阻力、动力臂、阻力臂、支点位置及其相关的变化动力、阻力、动力臂、阻力臂、支点位置及其相关的变化量量等等解题思路：解题思路：运用杠杆运用杠杆的平衡条件并的平衡条件并结合合理的推理结合合理的推理.滑轮及滑轮组的计算问题：滑轮及滑轮组的计算问题：涉及的物理量：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；动滑轮的重力等轮的重

2、力等二、题型突破二、题型突破例例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160 cm、质量为、质量为40 kg，平躺在木板上后，在托盘中再加上重为平躺在木板上后，在托盘中再加上重为137.2 N的物体，木板再次平衡的物体，木板再次平衡2.1杠杆的

3、相关计算问题杠杆的相关计算问题例例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160 cm、质量为、质量为40 kg，平躺在木板上后，在托盘中再加上重为平躺在木板上后，在托盘中再加上重为137.2 N的物体，木板再次平衡的物体，木板再次平衡（1）该装

4、置中滑轮有什么作用？）该装置中滑轮有什么作用？（2）在测人体重心之前，）在测人体重心之前，“在绳子末端的托盘上放一些重物，在绳子末端的托盘上放一些重物，使木板水平平衡使木板水平平衡”，这样做的目的是什么？，这样做的目的是什么？例例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末端的托盘上放一些重物，使木

5、板水平平衡如果该同学身高160 cm、质量为、质量为40 kg，平躺在木板上后，在托盘中再加上重为平躺在木板上后，在托盘中再加上重为137.2 N的物体，木板再次平衡的物体，木板再次平衡（3）请通过计算说明该同学的重心位置（）请通过计算说明该同学的重心位置（g取取9.8 N/kg）.例例2如图所示，杆秤是一种传统测量质量的工具，其中如图所示，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是两个不同量程的提纽，秤钩纽，秤钩C处悬挂被测物，提起提纽处悬挂被测物，提起提纽A或或B，在秤杆，在秤杆E上移动秤砣上移动秤砣D，达到平衡后，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

6、关该杆秤下列判断中正确的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（）是（）A.它只能测量比秤砣质量大的物体它只能测量比秤砣质量大的物体B.用提纽用提纽A时比用提纽时比用提纽B时的量程更大时的量程更大C.将秤砣质量减少，则该秤的读数将偏小将秤砣质量减少，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只有当秤杆的粗细均匀时，杆秤的刻度才是均匀的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，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，故故A错误错误.B.用提纽用提纽A时比用提纽时比用提纽B时，所测量的物体的力

7、臂小，则其量程大故时，所测量的物体的力臂小，则其量程大故B正确正确.C.将秤砣质量减小，则要增加力臂，示数偏大故将秤砣质量减小，则要增加力臂，示数偏大故C错误错误.D.杆秤校准时已平衡掉秤杆重力的影响，刻度均匀故杆秤校准时已平衡掉秤杆重力的影响，刻度均匀故D错误错误.【解析】例例3如图所示，在轻质杆如图所示，在轻质杆OA的末端的末端A处，悬挂有重为处，悬挂有重为G的物体的物体M，在端点，在端点A施加大施加大小和方向都可以变化的拉力小和方向都可以变化的拉力F，但保证，但保证A点位置不动，在力点位置不动，在力F从水平向右逐渐旋转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（）至竖直向上

8、的过程中，下列叙述中错误的是（）A.拉力拉力F的力臂是先变大后变小的的力臂是先变大后变小的B.拉力拉力F跟它力臂的乘积是不变的跟它力臂的乘积是不变的C.拉力拉力F的大小是先变小后变大的的大小是先变小后变大的D.拉力拉力F始终小于始终小于G在力在力F从水平向右逐渐旋转至竖直向上的过程中，以从水平向右逐渐旋转至竖直向上的过程中，以O为支点，为支点，F的力臂先变的力臂先变大后变小，利用杠杆的平衡条件分析大后变小，利用杠杆的平衡条件分析【解析】A.由数学知识分析得知，拉力由数学知识分析得知，拉力F的力臂是先变大后变小，当的力臂是先变大后变小，当F与杆垂直时力臂最与杆垂直时力臂最大故大故A正确正确B.根

9、据杠杆的平衡条件可知，拉力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，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与其力臂的乘积也是不变的故B正确正确C.由由B项分析知拉力项分析知拉力F与力臂的乘积不变，又因为拉力与力臂的乘积不变，又因为拉力F的力臂是先变大后变小，的力臂是先变大后变小，故拉力故拉力F的大小是先变小后变大故的大小是先变小后变大故C正确正确D.当当F竖直时，竖直时，F的力臂等于的力臂等于G的力臂，此时的力臂，此时F=G故故D错误错误 综上综上,本题选本题选D.例例4一块木板可绕过

10、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右端受到竖直向上的作用力F，从图中位置，从图中位置A缓慢转动到位置缓慢转动到位置B木块相对木板不发生木块相对木板不发生滑动，则在此过程中（）滑动，则在此过程中（）A.木块所受的摩擦力先增大后减小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木块所受的支持力先增大后减小C.力力F与它的力臂乘积先增大后减小与它的力臂乘积先增大后减小D.力力F始终保持不变始终保持不变【解析】A.初始位置摩擦力沿木板向上，水平位置摩擦力为零，初始位置摩擦力沿

11、木板向上，水平位置摩擦力为零，B位置的摩擦力沿斜面位置的摩擦力沿斜面向上，故摩擦力先减小后增大，故向上，故摩擦力先减小后增大，故A错误错误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小于重力故B正确正确C.以木块和木板整体为研究对象，以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，臂先增大后减小，根据杠杆的平衡条件，F与与F的力臂的乘积也是先增大后减的力臂的乘积也是先增大后减小故小故C正确正确D.重力不变的情

12、况下，重力的力臂先增大后减小，由几何知识得知，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的力臂的力臂与重力的力臂成正比，所以力与重力的力臂成正比，所以力F始终保持不变始终保持不变 综上综上,本题选本题选BCD.1.如图，一块厚度、密度均匀的如图，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，欲使其一端抬离地竖直向上的力，欲使其一端抬离地面则面则()A.F甲甲F乙乙，因为甲方法的动力臂长，因为甲方法的动力臂长 B.F甲甲F乙乙，因为乙方法时阻力臂短，因为乙方法时阻力臂短 D.F甲甲=F乙乙，因为动力臂都是阻力臂，因为动力臂都是

13、阻力臂 的的2倍倍【小试牛刀小试牛刀】D3.如图所示，质量分布均匀的长方形木板如图所示，质量分布均匀的长方形木板AB的长度的长度l=4 m，中央支于支架，中央支于支架O上，上，A、B两端分别用细绳两端分别用细绳AD、BC系于天花板上，木板水平时，绳系于天花板上，木板水平时，绳AD、BC刚好绷直，且刚好绷直，且AD绳竖直，绳竖直，BC绳与绳与AB板成板成30角，已知细绳承受的最大拉力均为角，已知细绳承受的最大拉力均为360 N现有重为现有重为300 N的小孩，从的小孩，从O点出发点出发.2023-5-14例例5如图是一个上肢力量健身器示意图如图是一个上肢力量健身器示意图D是动滑轮；配重是动滑轮；

14、配重A的底面积为的底面积为510-2 m2，放在水平地面上对地面的压强放在水平地面上对地面的压强p0=2.4104 Pa杠杆杠杆EH可绕可绕O点在竖直平面内转动，点在竖直平面内转动，OE:OH=2:5此人受到的重力为此人受到的重力为600 N，他通过细绳在，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力点施加竖直向下的拉力T1时，时，杠杆在水平位置平衡，他对地面的压力为杠杆在水平位置平衡，他对地面的压力为F1，配重，配重A对地面的压力为对地面的压力为FA1，配重，配重A受受到的拉力为到的拉力为TA1配重配重A对地面的压强对地面的压强p1为为6103 Pa；他在；他在H点施加竖直向下的拉力点施加竖直向下的拉

15、力T2时，杠杆仍在水平位置平衡，他对地面的压力为时，杠杆仍在水平位置平衡，他对地面的压力为F2，配重，配重A对地面的压力为对地面的压力为FA2，配重配重A受到的拉力为受到的拉力为TA2，配重，配重A对地面的压强对地面的压强p2为为4103 Pa已知已知F1:F2=20:19，杠杆，杠杆EH和细绳的质量均忽略不计求：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滑轮及滑轮组的计算问题例例5例例5如图是一个上肢力量健身器示意图如图是一个上肢力量健身器示意图D是动滑轮；配重是动滑轮；配重A的底面积为的底面积为510-2 m2，放在水平地面上对地面的压强放在水平地面上对地面的压强p0=2.4

16、104Pa杠杆杠杆EH可绕可绕O点在竖直平面内转动，点在竖直平面内转动，例例5如图是一个上肢力量健身器示意图如图是一个上肢力量健身器示意图D是动滑轮；配重是动滑轮；配重A的底面积为的底面积为510-2 m2，（3）动滑轮动滑轮D的优点是省一半力的优点是省一半力对杠杆对杠杆EH的的E点拉力为点拉力为F拉拉1=(TA1+G动动)/2 在水平位置平衡在水平位置平衡由杠杆平衡条件得：由杠杆平衡条件得：T1 OH=F拉拉1 OE【解析】2023-5-14例例6【解析】【小试牛刀小试牛刀】1.如图所示，工人用滑轮组缓慢地打如图所示，工人用滑轮组缓慢地打捞沉没在水中的重物，当重物全部在水捞沉没在水中的重物，

17、当重物全部在水中时，拉力中时，拉力F为为160 N，滑轮组的机械效，滑轮组的机械效率为率为80%当重物离开水面后拉力当重物离开水面后拉力F为为480 N，整个装置的摩擦和绳重不计求：，整个装置的摩擦和绳重不计求：（1）动滑轮的重力；）动滑轮的重力；（2）物体的重力；）物体的重力；（3）重物的密度）重物的密度【答案】（1）G动动=64 N （2）G物物=896 N （3）物物=1.4103 kg/m3 三、备考指津三、备考指津纵观纵观近几年的中考题近几年的中考题，本知识点的考题年年出现，本知识点的考题年年出现，大部分是和其他的知识，大部分是和其他的知识（如压强或浮力）综合出题，主要涉及到浮力和（如压强或浮力）综合出题，主要涉及到浮力和压强单独压强单独出题时往往以杠杆出题时往往以杠杆为为主所以主所以杠杆平衡条件应用是解决各类问题的重点和杠杆平衡条件应用是解决各类问题的重点和难点在难点在复习中应弄清复习中应弄清动力动力