【组合机械类竞赛题分析】机械类大学生竞赛
时间：2019-02-02 03:18:50 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
简单机械包含杠杆、滑轮、斜面等，日常生活中经常用它们或将它们组合起来为人类服务，而近几年的竞赛题就选取这些简单机械作为考查的重点，既体现了竞赛试题来源与生活的特点，又锻炼了学生的思维能力、实践能力和创新能力。�
例题1 汽车更换轮胎时需要把车轴抬起来，这时可以使用“油压千斤顶”。图1是油压千斤顶的原理图。向下按动手柄，圆柱形小活塞把小油缸中的机油压向大油缸。大油缸中的油量增多，把圆柱形大活塞向上推，带着上面的重物上升。实验表明，加在密闭的液体上的压强，能够按照原来的大小向各个方向传递（这个规律叫做帕斯卡定律）。 �
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现在有一个油压千斤顶，有关尺寸如图所示。如果希望在手柄上用20牛顿的力向下压时就能在大活塞上举起1吨的重物，大活塞的直径至少是多少？�
思路点拨 这道题是由杠杆、液压机组成的简单复合机械，重点考察杠杆的平衡原理和帕斯卡定律的使用。试题要求同学们能阅读题目自学帕斯卡定律，并能应用这一定律解决实际中问题。�
例2 液压电梯（如下图2）是一项新枝术，它可以为十层以下的旧楼加设电梯而无需在楼顶增建悬挂轿箱用的机房。�
（1）液压机的柱塞通过滑轮和钢索带动轿箱上升，如下图2所示。为使轿箱上升18米，液压机柱塞要上升多少米？�
（2）有一种液压电梯，轿箱本身质量是1300千克，油泵最大油压是2.3×10�6帕斯卡，厂家所能提供的油压机柱塞直径为（单位：毫米）60、85、105、140、184、238六种。通过计算说明应该选用哪种直径的柱塞。（由于柱塞本身受到重力作用及轿箱加速上升时需要较大的牵引力，厂家要求将柱塞直径扩大到计算值的1.4倍，然后从所给的六种规格中选取。）�
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分析与解 （1）将液压电梯倒转过来，就相当于一个动滑轮，根据动滑轮S=nh的特点，液压机柱塞要上升9米�
（2）m――轿箱与负荷的总质量，P――最大油压，D――一柱塞直径�
思路点拨 这是由滑轮和液压机组成的复合装置，重点考查滑轮、压强和二力平衡的知识。我们应善于将复杂机械进行简化和分类，运用其规律有效进行解题。�
例3 如图所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的。若斜面的长L与斜面高h的比值为2，整个机械的效率为80％，则使用该机械将重物沿斜面缓慢拉上的过程中，作用力Ｆ与重物所受重力G的比值为_____。�
思路点拨 该题将斜面和滑轮组合起来，其目的考查机械的效率计算也适用与复合机械，仍然用有用功去除以总功，但要注意分清有用功和总功，才能准确求解。
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