专题18 压轴题：含压强 、浮力、杠杆、滑轮的机械效率的综合计算（解析版）.docx

专题18压轴题：含浮力、杠杆、滑轮组的机械效率的综合计算内容概览Ol题型突破1题型突破一：怎样解含浮力和杠杆臭问题.1题型突破二：怎样解含浮力和滑轮奴臭何题4题型突破三：怎样解含杠杆和滑轮组臭问题7题型突破四：急样解杠杆与压总臭问题10典型突破五：怎样解滑轮炮与压牙臭问题1202素养提升1503中考练场24题型突破典型突破一：怎样解含浮力和杠杆类问题此类题型踪合性较整，难度偏大，解答此类88型需要注意一下几个方面：< 1>在浮力方面，需注意同丛米娜原理和武力公式相结合解方程祖：< 2>在杠杆方面，需要注意作用力和反作用力，利用杠杆平衡条件公式建立方程求斛；【特利提示】< 1>阿施米然原理：F=GW-P阕5< 2>杠杆平衡条件公式:F1.,=f+1.2（只有个动力和阻力< 3>若有多个动力和阻力构成的杠杆沿电指针转动的力和力惜的乘积之和等于沿逆时针转动的力和力曾的乘枳之和【典例I（2022山东坊中考JuB）图甲是某P.生间马桶水箱的进水词节装置.图乙为其结构示意图，浮臂AB可视为绕。点转动的杠杆,OA=5cm,（）=lcm,A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接，浮筒质量为50g,8端通过细连接杆BD与阀饼状止水阀连接.止水网上下表面枳与进水管口面积均为0.2um当水箱中无水或水量较少时，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.使止水阀刚好水住进水管,停止进水.此时AB处于水平位置,连接杆竖直.大气压强pll=l.0l55Pa,进水管中水压P«=6.0x10'Pa.除浮筒外其它袋置所受Ift力不计,忽略所布摩擦.8取10Nkg,水的密度0«=1.0XKrkg/m，刚停止进水时，求：< 1>浮筒所受更力：< 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）浮筒排开水的体枳。甲乙【答案】(1)0.5N：(2)12N：(3>10N：<4)2.5x10TnP【详解】解：（1>根据电力的计算公式可行.浮H所受重力为GGgO.O5kgxlON/kg=O，N< 2>IllP=Y可知,进水管中的水对止水脚的乐力为七=p（lS=600SPaXO.2l（11=l2N<3)根IBiSiB的计算公式呜J.H次何I"为=""S=1.0x0'PaXO2l(11=2N时止水阀进行受力分忻.如图所示H/jF1.kFy12N-2N-ION< 4>乎衡时，由杠杆平衡条件有“3=Kw则&啜b*0N2N时净筒进行受力分析如图所示则jF.=G÷F1=0.5N+2N=2.5N根据阿基米诧定律的计算公,论持开水的体机为V=d=/S.=2Sl°TmSPygl×10kgm×10Nkg答I浮筒所受型力为0.5N；< 2）进水管中的水时止水阀的压力为I2N；< 3）连接杆BD对止水阀的压力为IoN；（4浮简排开水的体枳为2.5XlOTm工【交式】（2U23龙江震化中考真）水平奥面上有一个底面积为2（X）cm2的圆柱形容湍.容寄中水的深度为15cm.如图所示,用细纹将一质量忽略不计的杠杆悬挂起来.把质量为03kg的物体A用细线悬挂在杠杆C处，再把体枳为400CM的物体B（不吸水）用细城悬挂在杠杆。处,当物体B浸没在水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡，此时C、C两点到支点O的距离分别为Ioem、15cm。米：< >物体B受到的浮力；< 2>物体B浸没在水中静止时，水对容器底部的压强：< 3>细线对物体B的拉力及物体B的密度.【冷案】（I）4、；（2）1.7×i'Pa:（3）l.5xl'kgm'【谭解】V:（1因为物体B/没在水中%=%=4000=4Kn物体B受到的浮力%=,g=l×10,kgmj×10Nkg×4×104m,=4NV4（Xkrn3<2）物体B浸没在水中后液面上升的高度=Vl=篝F=2cm45X111物体B浸没在水中时容片中水深>+15cm÷2cm17cm0.17m物体B浅没在水中静止时.IK对容器的压;P=户Kh=l×l（>'-kgnx10Nkg（）.17m=1.7IO,I<3）物作A的垂力GA=M=0.3kg0Nkg=3N细纹对杠杆的拉力为B和%=v=3NHHlfJfx条f!用取2得巴铲字K嘿瞿-2N*rA>*ao"nm细线对B的拉力为一吊2N对物体B受力分析句G11=&+%=2N+4N=6NG6NHlG="长得.物体B的烦M"%=J=诉k=°6kgXIONZkg物体B的裕度%=整=言篝r=1.5xl0'kgm'?：（1）物体B受到的浮力4N：2-B；-S没在水q静I.时,水附容S炭部的质强1.7XMJjp*<3>细线对物体B的拉力及物体B的器度ISxKPkgZnf.典型突破二：怎样解含浮力和滑轮钮类问题旗为起型淙合性较生难度偏大,解答此类即型倘要注意7WU7A-Ifii:<1>在浮力方面，能注懑网桑米娜原理和JE力公式相结合解方程祖：<2>在滑轮组方面，需要注意在竖直面上机械效率的计算方法，特别注旗物体在液体中时，有用功的来W.*7T*【典例2】（2022四川遂宁中考真）小超与同学到某工地参观,看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组招正方体石料从水池底里直匀速吊起.他们通过词连得知：石料的边长为0.2m.密度为2.5×l0'kgm,.石料上升时速度恒为0.4ms,网柱形水池的底面积为0.211.动滑轮重为30N.请根据他们的调查数据求：不计绳重和摩撩.p=1.0l0,kgm,.,?lfelON/kg）：< 1）石料露出水面前受到的浮力：< 2>石料的重力：< 3>石料羯出水面前沿轮祖的机械效率：<4>石料从刚露出水面到完全甯出水面所用的时间:并推导出该过程中电动机的输出功率P（单便:W>与时间，（单位：s）的函数关系式.电闭机NWXXW1)SON：<2)200N：3)80%：(4)0.4s.P=8(+60(0z0.4s>【详解】解：(I)石料的体枳v=92mp=0.008m'石料露出水面前受到的浮力F-pttgVtpV=1.0×i,kgm,×WNkg×0,008tn80N(2)石料的力(Snpg2.5×IO,kg.'m,×10N.lg×0.(M>Sm2N<3>由图可知,绳子承这段数=2,不计纯正和摩擦，绳子的拉力F=(G-F;+G)=(2N-80N+30N)=75N”掘出水面前沿轮姐的机械效率，=兴=中=卷架=衰=嘿署=80%1pt<Il-lIn'.4<il卜降的高质力=I=2三W=0.04mS0.2m-行料上升的实际距离=1.-M=O-2m-O.O4m=O16m石料从刚口出水面到完个诺出水面的时间,=幺=及粤=0.4SV0.4ms石料经过，秒上升的高度,=>=（）.4/石料的底面积S<=O.2m×O.2m=O.O4mj水而卜3的际m=0”S-SU0.2m-0.04m羯出水面的态度产加+/U=OWHMr=O.5/此时排开水的体枳X-JOS=(O.2-O.5O*OO4m：-<).O2fW.(M)8浮力A"=ng"t=1×1(>'×I()×(O.8-O.(>2z>=-2(X)f+X()H山»”上生旦=越IFg=3+75n2自由端的速度V>v=2,=2×().411vs=O.Xn.s电动机功率'=：=#=F*%=(75+lr)×0.8=8(»+60嫁I:P=S(V+60(0E0.4s)售，石料谶出水面前受到的浮力是80N：<2)石料的引力是200N：< 3)石料赤出水面前滑轮组的机械效率是80%：< 4)石料从刚评出水面到完全虢H；水面所用的时间是0.4s：该过程中电动机的旅出功率。(单位：W)与时Mr('TM-Z:s)的函数关系式是>=80r+60(0f0.4s)1交式】(2023鼻龙江矮化=模)如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A,使A向下运动.已知A的体积为0.6m',密度为05*10'kgm1.动滑轮虫为600N,电动机工作时拉绳子的功率为1.2l0'W且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力.求：< )A的重力.< 2>A浸没在水中受到的浮力。< 3>A向下运动的京小博度。< 4>A向下运动过程中，滑轮俎机械效率的G大值。注：(34问结果保留一位小数【答案】1)3000N：<2)MXK)N:(3)0.3m/s：(4)83.3%【祥耨】修由夕=，可4.A的胡依为吗=QM=O5xl0'kgm'x06m'=300kgA的乖力为Ga=叫送=30OkgXIONZkg=30OoN< 2)A没没花水中时持JF水的体枳为=V,=0.6m'A浸没在水中受到的方'；力P?=½,=1.0×10,ksm'×10Nkg×0.6m,=6000N<3>由图可知"=3.由P=WFs=Fv可知,当绳子对物体A拉力最大时.A向下运动的速衣最小.当A完全没没时绳f对物体A拉力最大.电动机对绳广的拉力为尸=4±-Q+G,>=!x(6三)N-VMJON+6()0N)=I200Nn3“行,绳子期向上运动的最小速度为“£1.2lOsW12(X)NIm,s则A向内堆小速度为V=§1K=QXInsa0.3m<4>由沿轮组机械效率的影响因般可知，WA完全浸没时绳子对物体A拉力呆大，沿轮堆的机械效率最大，因为不计绳虫、鹿擦和水的阻力，滑轮组机械效率的最大值为一二="一,Gt=E1.侬*3野.XKx）83.3%FS-G+G）×11Fit-GGljl6000N-3000N÷600N答：（I）A的重力为3000N：< 2）A没没在水中受到的浮力为6O0ON：< 3）A时卜.运动的屐小速度为03m:< 4>A向下运动过程中，滑沱组机憾效率的最大值为83.3%题型突破三：怎样解含杠杆和滑轮包类问题解等此类四痢H常丽应下几点：< 1>在杠杆方面，需要注超杠杆平衡条件公式的应用,需要注意作用力与反作用力的应用：< 2>在排轮方面，需要多受力分析,特别是绳子的股数向柳，研究对象是动油轮还是定滑轮.【典例3】（2U22山东威海中考其Ji）为了建设精致城市,每到赤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、轻绳组装提升装区，木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平，与栏忏M接触点为Q用沙袋将木棒B端压在栏杆N上，在木棒A端吊装滑轮现，OAOB=,2,斑个沙袋R3OON,j个滑轮!R24N。（木棒和绳的或力、滑轮与箱的摩擦均忽略不计）< 1>若A点受到也直向下的拉力为lON,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登直向下拉绳手，将垂为376N的花架匀速提升5m,求：滑轮组的机械效率.滑轮组对绳八C的拉力，沙袋【详耨】解；（1）木棒始终水平平衡Fl不计木格很力，由公式FM=Brf2可知,木棒8端受到的压力为Ra吟l50ON42沙袋个数黑172所以至少需要2个沙