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簡單機械是八年級數(shù)學的一個重要知識點。 可以結(jié)合壓力、摩擦、壓力等知識點組成綜合題。 難度相對較高。 因此,簡單機械是期末化學考試的難點。 類似綜合題的解題思路,希望對備考的朋友有所幫助。
例子
如圖所示為利用吊車打撈水下物體的示意圖。 臂架后端由滑輪架組成。 動滑輪重100kg,忽略繩索重量和摩擦力。 現(xiàn)在用這臺起重機將質(zhì)量為1×10kg、體積為0.5m的物體G從水底吊起,其上表面距離海面5m,速度勻速。 1.0×10kg/m)。 求:
(1)物體完全浸入水底時所受的壓力;
(2) 物體漏出海前拉力所做的功;
(3) 物體漏出海前滑車的機械效率是多少?
1.求物體完全浸入水底時的壓力
根據(jù)壓力估算公式和題中條件:F浮=ρ水V排g,ρ水=1.0×10kg/m,V排=V=0.5m,則物體完全被壓下時所受壓力F浮浸入水底=5000N。
2.求物體漏出海之前拉力所做的功
當物體漏出海面時,分析物體的受力。 物體在垂直方向上受垂直重力G和垂直滑輪F在物體上的拉動,浮力F漂?。?根據(jù)題中條件:當物體在吊車的拉力作用下勻速上升時,物體處于平衡狀態(tài); 根據(jù)物體受力平衡的條件:物體在垂直方向的力和為零,即G=F拉+F浮。
根據(jù)重力的推算公式和題目中的條件:G=mg,m=1×10kg摩擦力知識點測試題,則物體的重力為G=。
根據(jù)推論:G=Fpull+,=5000N,G=,則作用在物體上的拉力Fpull==5000N。
根據(jù)斥力與反斥力的關(guān)系推導(dǎo):物體對動滑輪的拉力F拉力等于動滑輪對物體的拉力F拉力,F(xiàn)拉力=5000N,則物體對動滑輪的拉力F pull = F pull = 5000N。
對動滑輪進行受力分析,在垂直方向上,受到垂直向上的重力G、物體對動滑輪的拉力F和垂直向下的三股鋼絲繩的拉力3F在動滑輪上; 根據(jù)題中條件:動滑輪靜止,則動滑輪處于平衡狀態(tài); 根據(jù)物體受力平衡的條件:物體在豎直方向的力和為零,則G動+F拉'=3F。
根據(jù)重力的估算公式和題目中的條件:G運動=m運動g,m運動=100kg,則動滑輪的重力G運動=1000N。
根據(jù)推導(dǎo):G移動+F拉'=3F,G移動=1000N,F(xiàn)拉'=5000N,則鋼絲繩在滑輪架上的拉力F=(G移動+F拉')/3= 2000N。
根據(jù)功率估算公式,題中的條件和推論:P=Fv,F(xiàn)=2000N,P=2KW=2000W,則鋼絲繩拉力F的速度v=P/F=1m/s滑輪架。
根據(jù)題目中的條件和推論:物體上表面距離海面h=5m,s=3h,則距離s=15m為滑輪架上的鋼絲繩拉力F連接。
根據(jù)距離的估算公式,題目中的條件和推論:s=vt,v=1m/s,s=15m,則物體從原位置漏出海面所需時間為t =s/v=15s。
根據(jù)功的估算公式,題中的條件和推論:W=Pt,P=2KW=2000W,t=15s,則物體漏出海前拉力所做的功為W=。
3.求物體漏出海前滑輪的機械效率η
根據(jù)工作估算公式,題中的條件和推論:W has=F pull'h,F(xiàn) pull'=5000N,h=5m,則W has=。
根據(jù)機械效率的估算公式和推論:η=W/W,W=,W=摩擦力知識點測試題,則η=83.3%。
結(jié)語
解決簡單的機械和熱綜合問題有兩個關(guān)鍵點:
一、根據(jù)受力分析,確定各力的數(shù)值關(guān)系
選取具有簡單機械作用的物體、動滑輪等作為受力分析對象,確定系統(tǒng)中各量之間的關(guān)系。 非常注意,如果題目中沒有提到動滑輪的重力,則必須考慮動滑輪的自重。 當估計滑輪時,它會在使用框架的機械效率時發(fā)揮作用。
二、根據(jù)估算公式,得到各相關(guān)數(shù)學量的值
在第一步得到的各種力之間的數(shù)值關(guān)系的基礎(chǔ)上,借助估算公式進一步求解式中的其他化學量。 在估算力所做的功和系統(tǒng)在簡單機械中的機械效率時,需要特別注意以下兩點:
1、一定的力所做的功只與力的大小和力作用的距離有關(guān)。 力的方向和力作用的距離必須在同一方向。
2、計算機械效率時,有用功被認為是實際作用在滑輪架上的力所做的功,不一定是物體重力所做的功。