初中科學(xué)競(jìng)賽輔導(dǎo)簡(jiǎn)單機(jī)械經(jīng)典計(jì)算20題(編輯修改稿)
2025-04-20 12:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 w=Gh=mg(D/2—D/2cos37176。)=3焦答案：至少需做功3焦。（11～12題為一題多變）11．如圖所示，質(zhì)量m=，導(dǎo)軌及支架ABCD總質(zhì)量M=，形狀及尺寸已在圖中注明，該支架只可以繞著過D點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在圖示豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。為簡(jiǎn)便起見，可將導(dǎo)軌及支架ABCD所受的重力看作集中作用于圖中的O點(diǎn)?，F(xiàn)用一沿導(dǎo)軌的拉力F通過細(xì)線拉鐵塊，此時(shí)拉力F=10N。（g=10N/kg）（1）鐵塊運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力多大？（2）鐵塊對(duì)導(dǎo)軌的摩擦力的力臂多大？（3）從鐵塊運(yùn)動(dòng)時(shí)起，導(dǎo)軌(及支架)能保持靜止的最長(zhǎng)時(shí)間是多少?解析：（1）鐵塊起動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)拉力就等于鐵塊運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力，用f表示鐵塊所受摩擦力，f=F=10N．（2）鐵塊對(duì)導(dǎo)軌的摩擦力作用線沿著導(dǎo)軌AB，所求力臂即為D到AB的距離．用L表示該力臂，L=．（3）設(shè)當(dāng)鐵塊運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)時(shí)，支架剛好開始轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)過E點(diǎn)的豎直線在D點(diǎn)右側(cè)，距D點(diǎn)為x，根據(jù)杠桿平衡條件及已知條件：10=10x+10（只要意義正確，其他形式也可）得x=，t=5s答案：（1）所受摩擦力為10N；（2）；（3）能保持靜止的最長(zhǎng)時(shí)間是5S。1塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示，設(shè)機(jī)架重4105牛，平衡塊重2105牛，軌道間的距離為4米．當(dāng)平衡塊距離中心線1米時(shí)，右側(cè)軌道對(duì)輪子的作用力是左側(cè)軌道對(duì)輪子作用力的2倍．現(xiàn)起重機(jī)掛鉤在距離中心線10米處吊起重為105牛的重物時(shí)，把平衡塊調(diào)節(jié)到距離中心線6米處，此時(shí)右側(cè)軌道對(duì)輪子的作用力為多少？解：（1）設(shè)機(jī)架重為GP，平衡塊重為GW，由圖知，左、右兩側(cè)軌道對(duì)輪子的作用力Fa、Fb：Fa+Fb=GP+GW=4105N+2105N=6105N，∵Fb=2Fa，∴Fa=2105N，F(xiàn)b=4105N，（2）以左側(cè)輪為支點(diǎn)，設(shè)機(jī)架重的力臂為L(zhǎng)，由杠桿平衡條件可知：Fb4m=GW（2m1m）+GP（2m+L）即：4105N4m=2105N（2m1m）+4105N（2m+L）解得：L=；（3）當(dāng)起重機(jī)掛鉤在距離中心線10米處吊起重G=105N的重物時(shí)，以左側(cè)輪為支點(diǎn)，GW（6m2m）+Fb′4m=GP（2+）+G（10m+2m）即：2105N（6m2m）+Fb′4m=4105N（2+）+1105N（10m+2m）解得：Fb′=105N．答案：105N。1兩條質(zhì)量都為20克的扁蟲豎直緊貼著板面爬過一塊豎直放置的非常薄的木板，板高10厘米，一條蟲子長(zhǎng)為20厘米，另一條寬一些但長(zhǎng)度只有10厘米。當(dāng)兩條蟲子的中點(diǎn)正好在木板頂部時(shí)，哪一條蟲克服重力做的功多一些?多多少焦的功?（設(shè)扁蟲沿長(zhǎng)度方向的大小是均勻的，g=10牛/千克）解析：蟲就搭在木板頂端，相當(dāng)于蟲身體對(duì)折了，兩截身體搭在木板兩面，所以蟲身體越長(zhǎng)，搭在木板兩邊的身體重心越低。所以克服重力做功：W=mgh ，20cm身長(zhǎng)的蟲重心更低，10cm的蟲 ：W1=10N/Kg=20cm的蟲 ：W2=10N/Kg=△W= W1 W2=答案：10cm的蟲子做功多。1某科技小組設(shè)計(jì)的提升重物的裝置如圖甲所示．圖中水平桿CD與豎直桿EH、DI組合成支架固定在水平地面上．小亮站在地面上通過滑輪組提升重物，滑輪組由動(dòng)滑輪Q和安裝在水平桿CD上的兩個(gè)定滑輪組成．小亮以拉力F1勻速豎直提升物體A的過程中，物體A的速度為υ1，滑輪組的機(jī)械效率為ηA．小亮以拉力F2勻速豎直提升物體B的過程中，物體B的速度為υ2，滑輪組的機(jī)械效率為ηB．拉力FF2做的功隨時(shí)間變化的圖象分別如圖乙中①、②所示．已知：υ1=3υ2，物體A的體積為VA，物體B的體積為VB，且3VA=2VB，物體A的密度為ρA，物體B的密度為ρB，且8ρA=7ρB．（不計(jì)繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪與軸的摩擦）求：機(jī)械效率ηB與ηA之差．解析：由滑輪組的結(jié)構(gòu)可以看出，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2因?yàn)椴挥?jì)繩的質(zhì)量和磨擦，所以拉支物體A和動(dòng)物體B的拉力為：答案：機(jī)械效率ηB與ηA之差為10%。15．如圖所示為小紅旅游時(shí)看到的登山纜車，小紅想估算登山纜車的機(jī)械效率．她從地圖上查到，纜車的起點(diǎn)和終點(diǎn)的海拔高度分別為230m和840m，兩地的水平距離為1200m．一只纜車運(yùn)載15個(gè)人上山的同時(shí)，有另一只同樣的纜車與它共用同一個(gè)滑輪組，運(yùn)載8個(gè)人下山．每個(gè)人的體重大約是60kg．從銘牌看到，纜車的自重（質(zhì)量）為600kg．小紅還用直尺粗測(cè)了鋼纜的直徑，．拖動(dòng)鋼纜的電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)明，它的額定功率（電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的功率）為45kW．管理人員說，在當(dāng)時(shí)那種情況下，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率（電動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)的功率）為額定功率的60%．實(shí)際測(cè)得纜
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