初中物理中考典型题-简单机械学霸级难题详解.docVIP

1、某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子a连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2m。 通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受 到摩擦力大小变化的关系图像如图乙。 （不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求： （1）动滑轮重力 （2）当滑轮组的机械效率为80%， 物体以0.2m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率 （3）一个重500N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现。 【考点】滑轮组的特点、机械效率、功率、受力分析等 【思路】通过题目的描述不难发现，作为滑轮组分析，这个题目最特别的地方就是滑轮组不是在提升物体，而是拖着它在地面移动，咦~这要怎么变通呢？嗯——，那我们是不是需要分析下滑轮组下端绳子上的力呀？对呀，绳子上的力才是滑轮组在提升过程中要克服的，在这个题目中就不再是物体的重力了，那又是什么呢？物体在地面上被拉动，那拉动的过程要克服的就是物体受到的摩擦力，由此，可以对应到滑轮组，滑轮组向上提升时，克服的就是物体受到的摩擦力。这一点想清楚了，这个滑轮组的题目和我们平时做的是不是思路就一样了？嗯呐！那让我们来看下题目中的要求吧。 第一小题，让我们计算的是动滑轮重力，提到动滑轮重力，我们知道它是影响滑轮组机械效率的关键。那我们就从滑轮组的机械效率入手来解决它。有关滑轮组效率，在乙图中，我们可以发现一组准确的数据，那就是当摩擦力是200N时，滑轮组的机械效率是50%，结合本题，我们可以写出：﹪，就可以解出动滑轮重力了，OK,第一小题解决！ 第二小题，借助第一小题解出的动滑轮重力，加上已知的机械效率80%，很容易求得此时的摩擦力，还用第一小题的式子就可以，看出来没？嗯，接下来就该计算滑轮组的有用功率了。有用功率自然对应有用功，那有用功在本题里就是克服摩擦力做的功了。也就是说，有用功率就是克服摩擦力做功的功率。摩擦力大小知道了，速度题目中已经给出，由功率的公式P=Fv直接计算就好了。 第三小题的问题有点特别，这是有人要逞英雄的节奏啊~嘻嘻……让我们来验证下吧。首先要想想看，这个重500N的同学竖直向下拉绳子，最大能用多大的力呢？他最大能拉多大的力，好像不好想啊~他要是个大力士，没准儿可以拉到N大的力哦！一下不就拉断了吗？哦~，是吗？我不信。可不是老师小瞧他，我们对这位同学做下受力分析就明白了。他向下拉绳子的时候，受几个力呢？嗯，竖着向下的重力，地面给他竖直向上的支持力，还有绳子给他竖直向上的拉力。那就是说F拉=G-F支，等等，是不是F拉最大也大不过他的重力。嗯对了，等于重力就已经被吊起来了，哈哈……那就是说F拉最大就是500N。绳子被拉断需要的力是多大呢？我们可以从乙图中找到，绳子被拉断时物体与地面间的摩擦力为1600N，根据绳b承受的最大拉力 ，计算出来和同学的最大拉力比较下就可以知道绳子能不能被拉断啦。 【分析】 （1）由图象知，当物体与地面间摩擦力为200N时，滑轮组的机械效率为50%，根据机械效率变形公式得到动滑轮重力； （2）已知滑轮组的机械效率和动滑轮重，可以得到物体受到的摩擦力；已知物体受到的摩擦力和运动速度，利用公式P=Fv得到有用功率； （3）由图象知绳子b被拉断时，物体与地面间的摩擦力为1600N，计算此时绳子受到的拉力，与中学生体重比较，即可得出结论。 【解答】（1）由图乙可知，当f1=200N时， ﹪ W有用1 = fs 由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦 W额外 = G动s ∴ W总1 = fs+ G动s ∵ ∴ ﹪ ∴ G动 = 200N （2）当﹪时， ∴ f2 = 800N ∵ ∴ （3）由图乙可知，当f3=1600N时，绳子刚好被拉断，由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，且物体做匀速直线运动 ∴ 绳b承受的最大拉力 ∴ 因为人的重力为5 HYPERLINK 00N，竖直匀速拉动，所以绳子对人的最大拉力为人的重力，根据力的作用是相互的，故人给绳子的最大拉力为500N，由于绳子b承受的最大拉力大于人给绳子的最大拉力，所以该同学不能拉断绳子b 。 【点评】此题是一道力学综合题，考查了滑轮组的特点、功率、机械效率的变化，考查角度新颖，是一道创新题． 2、建筑工人使用如图2