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章末整合提升专题一专题二专题三专题四专题一动态杠杆的分析例1(2016四川遂宁中考)如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中,力F的大小将()A.不变B.变小C.变大D.先变大后变小解析:在杠杆缓慢由A到B的过程中,动力臂OA的长度没有变化,阻力G的大小没有变化,而阻力臂l却逐渐增大;由杠杆的平衡条件知F·OA=G·l,当OA、G不变时,l越大,那么F越大;因此拉力F在这个过程中逐渐变大。答案:C专题一专题二专题三专题四专题一专题二专题三专题四专题二滑轮组的设计和组装例2用一个机械效率为70%的滑轮组,将重2240N的重物提起,所用的拉力为800N,则滑轮组至少由()组成。A.1个定滑轮和1个动滑轮B.2个定滑轮和2个动滑轮C.1个定滑轮和2个动滑轮D.2个定滑轮和1个动滑轮专题一专题二专题三专题四解析:因η=𝑊有用𝑊总=𝐺ℎ𝐹𝑠=𝐺ℎ𝐹𝑛ℎ=𝐺𝑛𝐹故n=𝐺𝜂𝐹=2240N70%×800N=4;故应该有4股绳子承物重,因一个动滑轮只能有2或3段绳子承重,故至少需要两个动滑轮,根据“奇动偶定”的规律,绳子的开始端应挂在定滑轮上,如图所示:由图可见,至少需要一个定滑轮。答案:C专题一专题二专题三专题四专题一专题二专题三专题四专题三斜面的机械效率例3小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上,联想到物理课上学到的知识,提出了以下两个问题:①斜面越缓越省力,是不是机械效率高呢?②对于同一个滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高;对于同一个斜面,是不是所推的物体越重,机械效率越高呢?专题一专题二专题三专题四为了解决以上问题,小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究,记录的部分实验数据如下表:实验次数123斜面倾角45°30°30°物重G/N112斜面高度h/m0.70.50.5沿斜面拉力F/N0.90.71.4斜面长s/m111有用功W有/J0.51总功W总/J0.90.71.4机械效率η(%)77.871.4专题一专题二专题三专题四(1)表格中缺少2个数据,请补充完整(保留一位小数)。(2)在实验操作过程中,应沿斜面向上拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向(选填“左”或“右”)移动。(3)通过对比实验1、2、3的数据,得出的结论是斜面越缓越省力,机械效率越。(4)通过对比实验(选填实验次数)的数据,得出的结论是对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力。专题一专题二专题三专题四(2)只有物体做匀速直线运动时,物体受到的力才平衡,弹簧测力计的示数才稳定,便于读数;斜面的倾角靠长木板下面的木块左右移动来改变,木块向左移动倾角变大,木块向右移动倾角变小;(3)由1、2两组数据可知,斜面倾斜角不同,所用拉力不同,其机械效率也不同,说明当其他条件一定时,斜面越缓越省力,机械效率越低;(4)要得出斜面机械效率与所拉物体重力之间的关系应控制其他条件不变改变物重,表格中2、3两组数据符合;由2、3两组数据可知,其他条件相同时改变物体的重力,斜面的机械效率不变,可得结论:对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力无关。答案:(1)0.771.4(2)匀速左(3)低(4)2、3无关解析:(1)第一组数据中的有用功𝑊有用1=G1h1=1N×0.7m=0.7J;第三组数据中斜面的机械效率η3=𝑊有用3𝑊总3=1J1.4J≈71.4%;专题一专题二专题三专题四专题一专题二专题三专题四专题四力学中物理量的综合计算例4(2016四川凉山州中考)2015年10月5日考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动了整个考古界,随着水下考古工作的进行,一些重要文物陆续出水重见天日,关于这艘在海水中沉睡了120余年的战舰是如何被打捞起的谜题也逐步解开。现某课外活动小组,照此设计了如图所示的简单机械,模拟打捞沉船,实验中用实心立方体A代替沉船,已知A的体积为0.1m3,质量为280kg(设整个过程A均为匀速直线运动状态,忽略钢缆绳重及滑轮摩擦,不考虑风浪、流等因素的影响)。(g取10N/kg)专题一专题二专题三专题四(1)A完全浸没在水中时受到的浮力是多大?(ρ水=1.0×103kg/m3)(2)若A完全浸没在水中时,滑轮组的机械效率为60%,那么A完全打捞出水面后,岸上钢绳的拉力F为多大?(3)若A完全打捞出水面后,以0.1m/s的速度被匀速提升,求岸上钢绳拉力F的功率。解析:(1)A完全浸没在水中时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力;A完全浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N;专题一专题二专题三专题四(2)根据G=mg求出物体A的重力,忽略钢缆绳重及滑轮摩擦,克服物体重力和动滑轮重力减去浮力做的功为总功,克服物体重力减去受到浮力做的功为有用功,根据η=𝑊有用𝑊总表示出A完全浸没在水中时滑轮组的机械效率即可求出动滑轮的重力,再根据F=1𝑛(G+G动)求出A完全打捞出水面后岸上钢绳的拉力;物体A的重力G=mg=280kg×10N/kg=2800N,A完全浸没在水中时,总功为W总=(G+G动-F浮)h,有用功为W有用=(G-F浮)h,所以,滑轮组的机械效率η=𝑊有用𝑊总=(𝐺-𝐹浮)ℎ(𝐺-𝐹浮+𝐺动)ℎ=𝐺-𝐹浮𝐺-𝐹浮+𝐺动=2800N-1000N2800N-1000N+𝐺动=60%,解得G动=1200N,由题图可知,n=5,A完全打捞出水面后,岸上钢绳的拉力F=1𝑛(G+G动)=15×(2800N+1200N)=800N;专题一专题二专题三专题四(3)根据v绳=nv物求出绳端移动的速度,根据求出岸上钢绳拉力F的功率;A完全打捞出水面后,以0.1m/s的速度被匀速提升时,绳端的速度v绳=nv物=5×0.1m/s=0.5m/s,岸上钢绳拉力F的功率P=Fv绳=800N×0.5m/s=400W。答案:(1)2800N(2)800N(3)400WP=𝑊𝑡=𝐹𝑠𝑡=Fv专题一专题二专题三专题四