八年级下册简单机械的作图与计算带答案

小专题(五) 简单机械的作图与计算

01 专题概述

1．有关简单机械的作图主要是力臂作图和滑轮组的设计．力臂作图的关键是明确力臂的概念画出对应力的力臂．画最小动力的示意图时，应注意使动力臂最长；滑轮组的设计作图关键是明确绳子段数，绳子起始端是系在定滑轮上还是动滑轮上．

2．有关简单机械的计算主要是杠杆平衡条件的应用和滑轮组、斜面以及杠杆等简单机械效率的计算．求解机械效率时，注意明确哪个力做的功是有用功，哪个力做的是总功，然后再求机械效率．

02 专题训练

类型1 杠杆力臂作图

1．(雅安中考)请作出图中：①物体A 所受重力G 的示意图；②力F 的力臂

l.

2．(咸宁中考)如图中活塞抽水机的柄是一根弯曲的杠杆，请画出动力F 的力臂

L.

3．(德州中考)胶棉拖把的主要结构如图甲所示，使用时先将棉头浸泡于水中吸水，再拉动拉手，使之绕O 点转动，胶棉夹将棉头中多余水挤出后便可清理地板，请在图乙示意图中画出：

(1)动力F 1的力臂l 1；

(2)作用在B 点的阻力F 2

.

4．(襄阳中考)如图，在B 端加一最小的力F B ，使杠杆平衡，画出此力的方向，并画出F A 的力臂．

5．(葫芦岛中考)如图甲所示为不锈钢折叠指甲剪及平面图，它使用时相当于两个杠杆，在图乙杠杆简化图中B 、C 两点中确定支点，并用O 标出，画出最小动力F 1和阻力臂l 2

.

类型2 滑轮组的设计作图

6．(天水中考)如图所示，用滑轮组沿水平地面拉动物体A ，请画出最省力的绕绳方法．

7．(眉山中考)如图所示，在A 处或B 处的虚框内添加一个滑轮，利用三个滑轮组成滑轮组，要求使用时最省力．添加滑轮并完成滑轮组绕法．

类型3 简单机械的计算

8．(镇江中考)如图所示，小华正在做俯卧撑，可以将他的身体看作一个杠杆，O 为支点，A 为他的重心，相关长度已在图中标明．已知他的质量m ＝60 kg ，取g ＝

10 N/kg.

(1)求小华受到的重力G ；

(2)求图示时刻地面对双手支持力F 的力臂l 1，并在图中画出此力臂；

(3)求图示时刻地面对双手的支持力F.

9．(德州中考)小李用如图所示的滑轮组把90 kg 的物体提升3 m ，作用在绳子自由端的拉力是400 N ，不考虑绳重及摩擦(取g ＝10 N/kg)．求：

(1)滑轮组的机械效率；

(2)动滑轮的重力．

10．(荆州中考)在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1 200 N的物体沿着长L＝5 m、高h＝1 m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300 N(不计空气阻力)．求：

(1)将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？

(2)工人使用斜面做功的机械效率是多少？

(3)物体和斜面之间的摩擦力是多大？

11．(咸宁中考)用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知被提升的物体M重为760 N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升到10 m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计钢丝绳的重、摩擦力大小，求：

(1)滑轮组提升重物所做的有用功是多少？

(2)滑轮组提升重物的机械效率是多少？

(3)动滑轮的重力是多少？

小专题(五) 简单机械的作图与计算

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8．(1)小华受到的重力G ＝mg ＝60 kg×10 N/kg＝600 N (2)过支点做支持力F 的作用线的垂线段，即为其力臂，由图可知l 1＝100 cm ＋50 cm ＝150 cm ，如图所示：

(3)根据杠杆平衡的条件可得：Fl 1＝Gl 2 F×150 cm＝600 N×100 cm F ＝400 N 9.(1)由图可知通过动滑轮

绳子的段数n ＝3 物体重力G ＝mg ＝90 kg×10 N/kg＝900 N 滑轮组的机械效率：η＝W 有用W 总＝Gh Fs ＝Gh F·3h ＝900 N 3×400 N

×100%＝75% (2)不考虑绳重及摩擦F ＝13

(G 动＋G 物) G 动＝3F －G 物＝3×400 N－900 N ＝300 N 10.(1)知道沿斜面的拉力是300 N ，斜面的长度是5 m ，故W 总＝Fs ＝FL ＝300 N×5 m＝1 500 J (2)此时W 有＝Gh ＝1 200 N×1 m

＝1 200 J η＝W 有W 总×100%＝1 200 J 1 500 J

×100%＝80% (3)W 额＝W 总－W 有＝1 500 J －1 200 J ＝300 J 根据W 额＝fL ，得到f ＝W 额L ＝300 J 5 m

＝60 N 11.(1)有用功：W 有＝Gh ＝760 N×10 m＝7 600 J (2)货物以0.5 m/s 的速度匀速提升

到10 m 的高度 故其运动的时间是t ＝s v ＝10 m 0.5 m/s

＝20 s 故据图乙可知，此时拉力做的总功是8 000 J 所以其机械效率是：η＝W 有W 总×100%＝7 600 J 8 000 J

×100%＝95% (3)据图甲能看出有两段绳子吊着动滑轮，故应该费2倍的距离，所以绳子自由端移动的距离是s ＝2×10 m ＝20 m 故据(2)中的数据可知W ＝Fs ＝8 000 J ，故F ＝W s ＝8 000 J 20 m

＝400 N 所以动滑轮的重力是G 动＝2F －G ＝2×400 N－760 N ＝40 N