1、 1 专训专训 1 简单机械与力学综合简单机械与力学综合 名师点金： 简单机械在生产生活中有着广泛的应用，在使用过程中必然会涉及压强、浮 力、密度等知识。这也是力学知识中一个重要的结合点，也是中考命题中的热点 和拔高点，在学习中一定要重视该部分知识的融会贯通。 简单机械与压力、压强的综合 1如图所示，轻绳连接质量为 m1和 m2的两个物体，处于静止状态。已知 m1m2，k 为放在水平地面上的磅秤。(不计滑轮摩擦)求： (1)绳 A 的拉力为_； (2)磅秤读出的质量为_。 (第 1 题图) (第 2 题图) 2 【中考 遂宁】如图，甲物体静止放置于水平地面上时，对地面的压强为 p1；轻质杠杆
2、AB 的支点为 O，OB3AO，现在杠杆的 A 端用轻绳将甲物体吊 起，在杠杆的 B 端悬挂质量为 4 kg 的乙物体，杠杆在水平位置平衡，此时甲物 体对地面的压强为 p2，且 p13p2。(g 取 10 N/kg)求： (1)杠杆 A 端受到的拉力是多少牛？ (2)甲物体的重力是多少牛？ 2 简单机械与摩擦力的综合 3工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，他们设计了如图所示的四种 方案( 机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面)。其中最省力的方案 是( ) 4如图所示，物体 M 在拉力 F 作用下做匀速直线运动，物体 M 与地面的 摩擦力为 24 N，则 F_N(不计绳重、滑轮与绳间的
3、摩擦)。若拉力 F 增 加8 N， 则物体M与地面间的摩擦力_(填“变大”“不变”或“变小”)。 (第 4 题图) (第 5 题图) 简单机械与浮力的综合 5 【中考 广东】如图是某装置利用浮力进行自动控制的原理图，AOB 为一 杠杆(质量忽略不计), OAOB12。 A端用细线挂一空心铝球， 质量为2.7 kg。 当铝球一半体积浸在水中，在 B 端施加 3.5 N 的竖直向下的拉力 F 时，杠杆恰好 在水平位置平衡。则铝球实心部分的体积为_m3 ，铝球受到的浮力为 _N， 铝球空心部分体积为_m3。 (铝2.7103 kg/m3， g 取 10 N/kg) 6 【中考 烟台】某课外科技小组的
4、同学对自动冲水装置进行了研究(如图所 示)。该装置主要由水箱、浮球 B、盖板 C 和一个可以绕 O 点自由转动的硬杆 OB 构成，AC 为连接硬杆与盖板的细绳。随着水位的上升，盖板 C 所受的压力 和浮球 B 所受的浮力均逐渐增加，当浮球 B 刚好浸没到水中时，硬杆 OB 处于 水平状态，盖板 C 恰好被打开，水箱中的水通过排水管排出。实地测量浮球 B 的体积为 110 3m3，盖板的横截面积为 6103m2，O 点到浮球球心的距离为 O 点到 A 点距离的 3 倍。不计硬杆、盖板以及浮球所受的重力以及盖板的厚度。 求：(g 取 10 N/kg) (1)水箱内所能注入水的最大深度； (2)在你
5、以上的计算中忽略了硬杆、盖板以及浮球的重力，如果考虑它们的 重力，你认为设计时应采取哪些措施可保证自动冲水装置正常工作？(写出一种 3 措施即可) (第 6 题图) 4 全章高频考点专训全章高频考点专训答案答案 专训 1 1(1)m1g (2)m2m1 点拨：(1)由图可知，滑轮为定滑轮，且 m1m2，则 绳 A 的拉力为 FAG1m1g；(2)物体 m2对磅秤的压力 FG2FAG2G1 m2gm1g(m2m1)g，则磅秤读出的质量 mF g （m2m1）g g m2m1。 2解：(1)根据杠杆平衡条件知 FA OAFB OB， 则杠杆 A 端受到的拉力 FAFB OB OA FB 3OA O
6、A 3FB3m乙g34 kg10 N/kg120 N； (2)由图可知，两种情况下甲物体与地面的接触面积相同， 根据 p13p2可得，F13F2，由于 F1G甲， 则 F21 3F1 1 3G 甲，分析甲物体的受力情况可得， G甲FAF支持，根据力的相互性，FAFA120 N， F支持F21 3G 甲，则 G甲120 N1 3G 甲， 解得 G甲180 N。 点拨：由两种情况下，甲物体对地面的压强的关系 p13p2可得，甲物体对 地面的压力的关系 F13F2, 即第二种情况的支持力是重力的1 3；甲物体悬挂在杠 杆上平衡时受三个力作用，重力、地面对它的支持力、杠杆对它的拉力，根据力 的关系列等
7、式即可求解。 3C 点拨：在四种情况中，B、C、D 都将机器与地面之间的滑动摩擦变 为滚动摩擦， 减小了机器与地面之间的摩擦力， 而 A 没有， 所以首先可以排除 A。 B 中使用的是定滑轮，只能改变力的方向不能省力，其所用力的大小与 D 是一 样的，都等于机器与地面之间的滚动摩擦力。C 中使用的是动滑轮，动滑轮能够 省一半的力，所以，此时的拉力等于机器与地面之间滚动摩擦力的一半，所以此 时所用的力最小，即最省力。故选 C。 412；不变 点拨：由图可知，滑轮组由 2 股绳承担摩擦力，则 F1 2f 1 2 24 N12 N；若拉力 F 增加 8 N，由于物体 M 与地面间的粗糙程度、压力大
8、小都不变，因此物体 M 与地面间的摩擦力大小不变。 5 5110 3；20；3103 点拨：铝球实心部分的体积为 V 铝m 球 铝 2.7 kg 2.7103 kg/m3110 3 m3；空心铝球的重力 G 球m球g2.7 kg10 N/kg27 N，杠杆平衡时，FA OAFB OB，则杠杆 A 端受到的拉力 FAFB OB OA FB 2OA OA 2FB23.5 N7 N，对铝球进行受力分析可知，铝球受重力、浮力和杠杆对 它的拉力三个力作用保持平衡状态，则 G球FAF浮，根据力的相互性，FA FA7 N，因此 F浮G球FA27 N7 N20 N；根据公式 F浮水gV排可得， V 排 F浮
9、水g 20 N 1103 kg/m310 N/kg210 3 m3，则铝球的体积 V 球2V排 2210 3 m34103 m3，铝球空心部分体积为 V 空V球V铝410 3 m3 110 3 m33103 m3。 6解：(1)当浮球 B 刚好浸没到水中时，排开水的体积和自身的体积相等， 则浮球 B 受到的浮力： F浮gV排gVB1.0103 kg/m310 N/kg110 3m310 N， 此时硬杆 OB 处于水平状态，由杠杆的平衡条件可得： FA OAF浮 OB， 则盖板受到绳子的拉力 FAOB OAF 浮310 N30 N， 盖板 C 恰好被打开时，处于平衡状态， 受到的绳子的拉力和液体对盖板的压力是一对平衡力， 所以，水对盖板的压力 F压FA30 N， pFA S 30 N 610 3 m25 000 Pa，由 pgh 可得， 水箱内所能注入水的最大深度： h p g 5 000 Pa 1.0103 kg/m310 N/kg0.5 m； (2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，绳子对盖板的拉力减小，根据杠杆 的平衡条件可知，要使盖板被打开，应增大绳子的拉力，可以增大浮球体积，从 而增大浮力的大小(或使硬杆的 AB 段比 OA 段更长一些)。
