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1、机械和功（二）功第6讲II.关键能力专项提升技巧技巧1 牵引力做功牵引力做功WFs先定先定F、再找、再找s1.2023新乡模拟新乡模拟打捞海底沉船时常用机器人潜入水下打捞打捞海底沉船时常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体。若机器人在水下沉船上的物体。若机器人在水下30 m处将某物体匀速竖直处将某物体匀速竖直向上运至水面需时间向上运至水面需时间150 s，物体竖直上升所需要的动力，物体竖直上升所需要的动力F与物体运动速度与物体运动速度v的关系如图所的关系如图所 示，试求出这个过程动力示，试求出这个过程动力F对物对物 体做的功和功率。体做的功和功率。技巧技巧2 重力做功和克服重力做功重力做功和克服重
2、力做功WGh重在明确重在明确h2.原创题原创题推理建模能力推理建模能力一块高一块高40 cm、宽、宽20 cm、厚、厚10 cm的的长方体砖块竖直放于地面上，已知该砖块的重力为长方体砖块竖直放于地面上，已知该砖块的重力为40 N。如。如果用力把砖块由图甲位置推倒到图乙位置，求：果用力把砖块由图甲位置推倒到图乙位置，求：解解：动力：动力F的示意图如图（的示意图如图（a）所示。理由：用力推倒）所示。理由：用力推倒砖块时，砖块相当于杠杆，砖块时，砖块相当于杠杆，C点相当于支点，在阻力、点相当于支点，在阻力、阻力臂一定时，动力臂最大时动力最小。动力作用在阻力臂一定时，动力臂最大时动力最小。动力作用在A
3、点，且方向与点，且方向与AC垂直时，动力臂垂直时，动力臂AC最大，动力最大，动力F最最小。小。（1）画出推倒该砖块所用最小力的示意图，并说明理由。）画出推倒该砖块所用最小力的示意图，并说明理由。（2）推倒砖块（由图甲位置到图乙位置）至少需做的功。）推倒砖块（由图甲位置到图乙位置）至少需做的功。（3）如果用力将砖块由图乙位置旋转到图甲位置，至少需）如果用力将砖块由图乙位置旋转到图甲位置，至少需要做的功。要做的功。技巧技巧3 克服阻力做功克服阻力做功Wfs巧用平衡法求巧用平衡法求f3.日常日常 生活应用生活应用李明同学坚持骑自行车上下学，他的质量李明同学坚持骑自行车上下学，他的质量为为50 kg，
4、所骑自行车质量为，所骑自行车质量为15 kg。（。（g取取10 N/kg）求：）求：（1）若他在平直公路上）若他在平直公路上5 min内匀速直线行驶了内匀速直线行驶了1 500 m，则，则这段时间他骑行的速度是多大？这段时间他骑行的速度是多大？（2）若他骑行时的牵引力恒为）若他骑行时的牵引力恒为60 N，则他骑行这，则他骑行这5 min内克内克服阻力做了多少功？服阻力做了多少功？解解：fF牵牵60 N，Wfs60 N1 500 m9104 J。技巧技巧4 功率的计算功率的计算巧用公式巧用公式PFv4.2023内江内江如图是当今世界上最新研发的如图是当今世界上最新研发的“侦探猎犬侦探猎犬”超音超
5、音速汽车，最大车速能达到速汽车，最大车速能达到1.6103 km/h，它创造了短期内无，它创造了短期内无法超越的世界纪录。在某次测试中，该超音速汽车以法超越的世界纪录。在某次测试中，该超音速汽车以1.26103 km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶时，汽车的速度在水平轨道上匀速直线行驶时，汽车受到水平方向的阻力为受到水平方向的阻力为1.8105 N，求在这次测试中：，求在这次测试中：解解：汽车：汽车受到的牵引力受到的牵引力Ff1.8105 N。（2）汽车牵引力的功率。）汽车牵引力的功率。v1.26103 km/h350 m/s，汽车牵引力的功率汽车牵引力的功率PFv1.8105 N350 m
6、/s6.3107 W。（1）汽车受到水平方向的牵引力。）汽车受到水平方向的牵引力。类型类型1 关于杠杆的综合计算关于杠杆的综合计算1.日常日常 生活应用生活应用深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员进行架桥机钢梁吊装等施工作业。（一线施工人员进行架桥机钢梁吊装等施工作业。（g取取10 N/kg）（1）图乙为图甲中起重机的简图，请画出阻力）图乙为图甲中起重机的简图，请画出阻力F2的力臂的力臂L2。解解：如图所示。如图所示。（2）图丙为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为）图丙为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5105 kg，体积为体积为200 m3，
7、架桥机滑轮组总拉力为，架桥机滑轮组总拉力为4105 N，自由，自由端移动距离为端移动距离为25 m，将箱梁提升，将箱梁提升1 m。求：。求：箱梁的密度；箱梁的密度；架桥机在此过程中的有用功；架桥机在此过程中的有用功；架桥机在此过程中的机械效率。架桥机在此过程中的机械效率。类型类型2 关于滑轮组的综合计算关于滑轮组的综合计算2.如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体体A以以0.2 m/s的速度匀速上升，提升过程中绳子自的速度匀速上升，提升过程中绳子自由端拉力的功率为
8、由端拉力的功率为120 W。已知物体。已知物体A重重540 N，该，该工人重工人重500 N，两个滑轮的质量相等，不计绳重和，两个滑轮的质量相等，不计绳重和摩擦。求：摩擦。求：（1）提升过程中，滑轮组的机械效率为多少？）提升过程中，滑轮组的机械效率为多少？（2）该工人对地面的压力为多少？）该工人对地面的压力为多少？F支支GF500 N300 N200 N，F压压F支支200 N。（3）支架受到滑轮组的拉力为多少？）支架受到滑轮组的拉力为多少？解解：G滑滑nFG物物2300 N540 N60 N，F拉拉3FG滑滑3300 N60 N960 N。类型类型3 关于斜面的综合计算关于斜面的综合计算3.
9、2023常德统考常德统考如图甲所示，柳叶湖大桥让常德市区交通如图甲所示，柳叶湖大桥让常德市区交通变得便捷的同时也成为了一道亮丽的风景。小洋暑假里在变得便捷的同时也成为了一道亮丽的风景。小洋暑假里在常德欢乐水世界游玩后乘小汽车返回市区，需要从平直的常德欢乐水世界游玩后乘小汽车返回市区，需要从平直的道路驶上柳叶湖大桥。已知小汽车（含乘客）总质量为道路驶上柳叶湖大桥。已知小汽车（含乘客）总质量为2.5103 kg，以，以18 m/s的速度在大桥的引桥上匀速行驶，如的速度在大桥的引桥上匀速行驶，如图乙所示，此过程中小汽车的功率为图乙所示，此过程中小汽车的功率为36 kW，可以将引桥，可以将引桥近似看成
10、一个倾角较小的斜面，此斜面的长度为近似看成一个倾角较小的斜面，此斜面的长度为400 m，高，高度为度为12 m。（1）如果小汽车与地面的总接触面积为）如果小汽车与地面的总接触面积为0.05 m2，它静止在，它静止在水平地面上对地面的压强为多大？水平地面上对地面的压强为多大？（2）大桥引桥的机械效率为多大？）大桥引桥的机械效率为多大？（3）小汽车在引桥上行驶时所受路面的摩擦力（空气阻力）小汽车在引桥上行驶时所受路面的摩擦力（空气阻力忽略不计）为多大？忽略不计）为多大？类型类型4 关于组合机械的综合计算关于组合机械的综合计算4.2023温州模拟温州模拟如图所示，物块如图所示，物块M在光滑斜面上从在
11、光滑斜面上从A匀速滑匀速滑到到C，速度，速度v2 m/s，其中，其中AB6 m，AC10 m，物块，物块M重重GM100 N，物块，物块m重重Gm40 N。（不计滑轮重、绳重、。（不计滑轮重、绳重、绳与滑轮间的摩擦）求：绳与滑轮间的摩擦）求：（2）动滑轮对物块）动滑轮对物块m所做的功所做的功W1。W1Gmh40 N5 m200 J。（1）物块）物块m上升的高度。上升的高度。（3）物块）物块M重力做的功重力做的功W2。解解：W2GMhAB100 N6 m600 J。（4）重力对）重力对M做功的功率做功的功率P。类型类型5 简单机械与浮力、压强的综合简单机械与浮力、压强的综合5.原创题原创题建模推
12、理能力建模推理能力小黄同学旅游时，发现一些古建筑小黄同学旅游时，发现一些古建筑房屋的边缘，是用砖块叠放而成的。如图所示，小黄在家房屋的边缘，是用砖块叠放而成的。如图所示，小黄在家中的桌子边缘，仿照古建筑的方法，使每一块砖压着下面中的桌子边缘，仿照古建筑的方法，使每一块砖压着下面的砖并伸出一部分（砖块间没有粘合剂），砖块的长、宽、的砖并伸出一部分（砖块间没有粘合剂），砖块的长、宽、高分别是高分别是24 cm、12 cm、5 cm，质量为，质量为2 kg。求：（。求：（g取取10 N/kg）（1）各砖块能伸出的最大长度。）各砖块能伸出的最大长度。（2）通过（）通过（1）中的计算，你发现什么规律？）
13、中的计算，你发现什么规律？（3）各砖块对支持面的压强。）各砖块对支持面的压强。6.2023重庆重庆A桔槔是天工开物中记载的一种桔槔是天工开物中记载的一种原始的汲水工具。如图所示，硬杆用细绳悬挂在原始的汲水工具。如图所示，硬杆用细绳悬挂在树上，杆可绕树上，杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力，点自由旋转且与树之间无作用力，用细绳将重力为用细绳将重力为20 N、容积为、容积为2.8102 m3的桶的桶悬挂在悬挂在B端，在端，在A端重端重120 N的拗石辅助下，人可的拗石辅助下，人可轻松将一桶水从井中提起，轻松将一桶水从井中提起，OAOB32；悬挂；悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上，忽略杆和绳的桶的绳子始终保持在竖直方向上，忽略杆和绳的重力。重力。（1）桶装满水时，求水的质量。）桶装满水时，求水的质量。解解：m水水V1.0103 kg/m32.8102 m328 kg。（2）空桶在井中漂浮时，求桶排开水的体积。）空桶在井中漂浮时，求桶排开水的体积。（3）一重力为）一重力为480 N的人用桔槔将装满水的桶提出水面后的人用桔槔将装满水的桶提出水面后（忽略桶外壁沾水），桔槔处于平衡状态时，人与地（忽略桶外壁沾水），桔槔处于平衡状态时，人与地面的受力面积为面的受力面积为500 cm2，求人对地面的压强。，求人对地面的压强。
