八年级全物理课件专训2　与机械相关的计算_沪科版 13页

专训2　 与机械相关的计算 习题课 第十章 机械与人 1. 运用杠杆平衡条件进行计算时，一定要找准力臂， 不要误将支点到力的作用点之间的长度当成力臂。 2. 进行与滑轮相关的计算时，为避免弄错力与力之间 的关系，应对滑轮进行受力分析。 1 【中考·杭州】小金将长为0.6米、质量可忽略不计 的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体， 肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使 木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千 克，则此时手压木棒的压力大小为____ 牛，肩对木棒的支持力大小为_____牛， 人对地面的压力大小为_____牛。(g取 10 N/kg) 例1 20 60 540 点拨：由题根据杠杆的平衡条件有：F×OB＝G×OA， 即：F×(0.6 m－0.2 m)＝40 N×0.2 m， 所以：F＝20 N；即手压木棒的压力大小为20 N； 肩对木棒的支持力大小为 F′＝F＋G＝20 N＋40 N＝60 N； 人对地面的压力大小为 F″＝G人＋G＝mg＋G＝50 kg×10 N/kg＋40 N＝540 N。 【同类变式】 【中考·北海】如图所示，轻质杠杆可绕O转动，杠 杆左端A处挂了一物块，右端B处施加一个F＝3 N的 拉力，此时杠杆在水平位置平衡，测得OA＝30 cm， OB＝20 cm。(g取10 N/kg) (1)求绳子对杠杆A端的拉力。 (2)若物块的体积为10 cm3，求 物块在水中所受到的浮力。 1. 解： (1)绳子对杠杆A端的拉力 FA＝F×OB/OA＝3 N×20 cm/30 cm＝2 N。 (2)物块在水中所受到的浮力 F浮＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×10× 10－6 m3＝0.1 N。 【中考·扬州】“低头族”长时间低头看手机，会引起 颈部肌肉损伤。当头颅为竖直状态时，颈部肌肉的 拉力为零，当头颅低下时，颈部肌肉会产生一定的 拉力。为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的 关系，我们可以建立一个头颅模型来模拟实验。如 图甲所示，把人的颈椎简化成一个支点O，用1 kg的 头颅模型在重力作用下绕着这个支点O转动，A点为 头颅模型的重心，B点为肌肉拉力的作用点。 2. 将细线的一端固定在B点，用弹簧测力计拉着细线模拟 测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的 方向始终垂直于OB，如图乙所示，让头颅模型从竖直 状态开始转动，通过实验记录出低头角度θ及细线拉力 F的数据，如下表： 低头角度θ/° 0 15 30 45 60 细线拉力F/N 0 7.3 14.0 20.2 25.0 (1)设头颅质量为8 kg，当低头角度为60°时，颈部肌肉 实际承受的拉力是多少牛？ (2)在图乙中画出细线拉力的示意图。 由表格中数据知，当低头角度为60°时，若m＝1 kg， 细线的拉力为25 N，若m＝8 kg，由于角度不变，则 动力臂和阻力臂不变，拉力F＝8×25 N＝200 N。 (3)请解释：为什么低头角度越大，颈部肌肉的拉力会 越大？ 答_____________________________________________。 (4)请你就预防和延缓颈椎损伤提出一个合理化的建议： ______________________________________________ ________________________。 人低头的角度越大，G的力臂越大 尽量减小低头的角度(或不要长时间低头做事，低头 时间久了要抬头休息等等) 2 【中考·广东】如图甲所示为一种手摇升降晾衣架示 意图，它由四个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的 尾端绕在一个固定在墙壁上的旋轮上，旋转摇柄可 以使晾衣架升降。假设在升降过程中衣架横梁保持 水平，请回答下列问题： 例2 (1)假设衣服和晾衣架(含动滑轮)等的总重是50 N，则静 止时绳子拉力是多少？(各种摩擦忽略不计) (2)要使衣架横梁上升1 m，则绕进旋轮的绳子长度是多 少？ (3)通过增加滑轮，可以使此装置更省力，请你在图乙 上画出正确的绕线方法。 解：(1)拉力F＝G总/n＝50 N/4＝12.5 N。 (2)绕进旋轮的绳子长度s＝nh＝4×1 m＝4 m。 (3)如图所示。