《八年级物理期中期末复习专项训练(人教版下册)》专项练习2　与机械相关的计算

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专项练习 2　与机械相关的计算
名师点拨：
1．运用杠杆的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。
与杠杆相关的计算
1．如图是某品牌自动咖啡机结构示意图，其工作原理为：当盛水器内的水温升高至一定温度
时，水沿导管进入盛有咖啡粉的玻璃杯中，在平衡球作用下，原来水平的平衡杆绕 O点转动，盛水
器抬升。冷却一段时间后，玻璃杯中的咖啡液体又倒吸进入盛水器，咖啡冲泡完成。
（1）当密封的盛水器内水温升高到一定温度时，其内部的热水开始自动沿导管进入玻璃杯，
则此时盛水器内的压强 p内与外界大气压 p0的大小关系为：p内________（填“大于”“小于”或
“等于”）p0。
（2）该咖啡机的平衡球重 2.4 N，盛水器自重 5 N，以 O为支点，平衡球与盛水器重力的力臂
之比为 5∶2。当盛水器内的水为多少牛时，盛水器开始抬升？（写出计算过程，平衡杆和导管的质
量不计）
（3）打开出水开关，使 0.2 kg 的咖啡流入重为 1 N 的水杯中，若水杯底部与水平桌面的接触
面积为 20 cm2，则水杯对桌面的压强是多少帕？（写出计算过程，g取10 N/kg）
（第 1题图）
2．如图所示，不计重力的杠杆 OB 可绕 O点转动，重为 6 N 的重物 P悬挂在杠杆的中点 A处，
1
拉力 F1与杠杆成 30°角，杠杆在水平位置保持平衡，则：
（1）在图中画出拉力 F1的力臂；
（2）求出拉力 F1的大小。
（第 2题图）
3．“暴走”是一种快速的徒步运动方式，观察分析人走路的情形，可以将人的脚视为一根杠
杆，如图所示，行走时人的脚掌前端是支点，人体受到的重力是阻力，小腿肌肉施加的力是动力。
已知某人的质量为 80 kg，g取10 N/kg。
运动方式 散步 快走 慢跑 快跑
消耗能量 E/J 315 1 165.5 1 260 1 764
（第 3题图）
（1）请画出小腿肌肉施加的拉力 F的力臂 L1。
（2）根据图片，估算小腿肌肉产生的拉力是________N。
（3）人向前走一步的过程中，重心升高约 4 cm，人克服自身重力约做了________J 的功。
（4）通过查阅资料：人以不同方式徒步运动半小时，消耗人体内的能量如上表所示。请你从
能量角度分析“暴走”能健身的原因：________________________________________。
4．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）
2
（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。
（第 4题图）
与滑轮组相关的计算
5．如图甲所示为一种手摇升降晾衣架示意图，它由 4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：
（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。
（第 5题图）
6．如图所示是某建筑工地用吊车提升大理石板的示意图。已知大理石的密度是 2.8×103
kg/m3，每块大理石板的规格为50 cm×50 cm×2 cm，升降机吊框的重力是 600 N。不计滑轮和钢丝
绳的重力，不计摩擦，g取10 N/kg。则：
3
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