滑轮杠杆专题.doc

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滑轮杠杆专题

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一、计算题（共29小题）

1.如图，工人站在水平地面，通过滑轮组打捞一块沉没在水池底部的实心金属物体A．工人用力将物体A竖直缓慢拉起，在整个提升过程中，物体A始终以0.1m/s的速度匀速上升．物体A没有露出水面之前滑轮组的机械效率为η1，工人对水平地面的压强为p1；当物体A完全露出水面之后滑轮组的机械效率为η2，工人对水平地面的压强为p2．若物体A重为320N，动滑轮重40N，工人双脚与地面的接触面积是400cm2，p1﹣p2=250Pa，绳重、水的阻力及滑轮轮与轴间的摩擦均可忽略不计，g取10N/kg，求：

（1）当物体A刚离开底部，受到水的浮力；

（2）金属A的密度；

（3）当物体A完全露出水面以后，人拉绳子的功率；

（4）η1与η2的比值．

2.用如图所示的滑轮组提起重为900N的物体，使物体在1min内匀速上升了4m，所用的拉力F为400N，不计绳重以及绳和滑轮之间摩擦．求：

（1）克服物体的重力所做的功;

（2）拉力F做的功;

（3）拉力F做功的功率;

（4）该滑轮组的机械效率.

3.如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48N.试求：

（1）滑轮组的机械效率为多少？

（2）若物体的速度为0.2m／s，则拉力做功的功率是多少？

4.过去农村用的舂米工具是一个杠杆，下图是它的结构示意图。

O为固定转轴，在A端连接着石球，脚踏B端可以使石球升高，抬起脚，石球会落下击打稻谷。

若石球重50N，要将石球抬起，脚至少用多大竖直向下的力？

（摩擦和杠杆自重均忽略不计）

5.如图是一个上肢力量健身器示意图．D是动滑轮;配重A的质量为140kg，底面积是8.0×10﹣2m2，杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：

OH=1：

2．假定运动员体重是600N，一只脚板与地面的接触面积为2.0×10﹣2m2，（不计杠杆重、绳重及摩擦，g取10N/kg）．问：

（1）配重A自由放置时对地面的压力是多大？

（2）当人将配重A匀速提升0.2m时，人做功340J，动滑轮重为多少？

（3）当配重A和人对地面的压强相等且杠杆在水平位置平衡时，人对绳的拉力为多大？

6.一体重为600N，双脚与地面接触面积为0.05m2的工人，用如图所示的滑轮组将重为800N的物体匀速提高了0.5m，此时该滑轮组的机械效率为80%，求：

（不计绳重及摩擦）

（1）在匀速提升物体的过程中，工人对绳子的拉力为多大；

（2）在匀速提升物体的过程中，工人对地面的压强为多大；

（3）使用该滑轮组，这个工人最多能提起多重的物体．

7.将重600N的装修材料放在水平地面上，装修材料与地面的接触面积是0．3m2．工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高了6m，滑轮组的机械效率是80%．试求：

（1）装修材料放在水平地面上时，对地面的压强是多大？

（2）提升装修材料做的有用功是多少？

（3）工人对绳子自由端的拉力是多大？

8.如图所示，用500N的拉力，将重1200N的木箱匀速提升1.5m，所用的时间为30s。

（1）拉力所做的有用功是多少？

（2）拉力的功率是多少？

（3）滑轮组的机械效率是多少？

9.用如图所示的滑轮，使一个铁块以0．2m/s的速度匀速上升了1m，已知铁块的体积为10-3m3,求：

（1）铁块的重力；

（2）若不计滑轮、绳子的重和摩擦，绳子受到的拉力F；

（3）拉力F的功率。

（4）若实际作用于绳子的拉力为50N，这个滑轮的机械效率。

（其中ρ铁=7．9×103kg/m3、g=10N/kg）

10.已知斜面倾角为30°，斜面高为2m。

小兵同学用绳子沿斜面将重为400N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端。

拉力大小为300N，绳重不计。

求：

（1）小兵对木箱做的有用功；

（2）斜面的机械效率；

（3）斜面对物体施加的摩擦力。

11.用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M1，动滑轮A所受重力为G1，物体M1完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1，拉力F1做功的功率为P1，滑轮组的机械效率为；为了提高滑轮组的机械效率，用所受重力为G2的动滑轮B替换动滑轮A，如图乙所示，用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M2，物体M2完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F2，拉力F2做功的功率为P2，滑轮组的机械效率为。

已知：

G1－G2=30N，－=5%，，M1、M2两物体的质量相等，体积V均为4×10-2m3，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。

求：

（1）物体M1受到的浮力F浮；

（2）拉力F1与F2之比；

（3）物体M1受到的重力G。

12.甲、乙是两个完全相同的均匀实心圆柱体，重力都为5．4N。

甲放在水平地面上，细绳的一端系于圆柱体甲上表面的中央，另一端竖直拉着轻质杠杆的A端。

当把圆柱体乙悬挂在杠杆的B端时，杠杆在水平位置平衡，且AO：

OB=2：

1，如图1所示，此时甲对地面的压强为1350Pa；当把圆柱体乙放入底面积为30cm2的薄壁圆柱形容器M中，将质量为450g的水注入容器，圆柱体乙刚好有3/4体积浸在水中，水在容器中的深度为20cm，如图2所示。

（已知ρ水=1．0×103kg/m3）求：

（1）圆柱体甲的底面积是多少cm2？

（2）当圆柱体乙刚好有3/4体积浸在水中时，所受到的浮力是多少N?

（3）圆柱体甲的密度是多少kg/m3？

13.湖北省第十四届运动会将于2014年10月8日在荆州市举行，目前各比赛场馆正在紧张的建设中。

某场馆建设工地上，工人用如图所示的滑轮组将重2000N的物体A以0．4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动2m，拉力F大小为250N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0．2倍，求：

（1）物体A与地面间的滑动摩擦力大小是多少？

（2）该滑轮组的机械效率是多少？

（3）拉力F做功的功率是多少？

14.如图所示，小机车通过滑轮组提升重物，机车的最大输出功率为10kw重物重3500N，动

滑轮重500N。

机车所受摩擦阻力不计，绳重及滑轮转动时摩擦忽略不计。

（1）滑轮组的机械效率是多少？

（2）若要求重物以1m/s匀速提升，则机车能提升重物的最大重量为多少？

15.一辆重2×104N的四轮卡车，开进了一段泥泞的道路，不能继续行驶。

司机找来一小型拖拉机、绳子、动滑轮，采用如图所示装置，拖拉机在绳端用3750N的水平拉力，将汽车以0．2m/s的速度水平匀速拉出泥泞路段，用时10s。

若每个车轮与地面接触的面积为0．05m2。

（1）求汽车对路面的压强。

（2）求拉力F做的功和功率。

（3）若动滑轮的机械效率为80%，求汽车所受的阻力。

16.如图所示，轻质杠杆AD用两根软绳悬挂于天花板上，两绳分别系在杠杆上的B、C两点.已知杠杆的长度为0.8m，BC间的距离为0.2m，CD间的距离为0.2m.用细绳将滑轮组固定在杠杆的A端，物体E（其质量可变）挂在动滑轮的挂钩上，每个滑轮重均为60N.物体H通过细绳挂在杠杆的D端，其质量始终保持不变.为使杠杆AD保持水平平衡，滑轮组所能提升重物E的最大质量m1与最小质量m2之比为4:

1。

杠杆、细绳的质量及一切摩擦均可忽略不计，取g=10N/kg.求：

（1）滑轮组对杠杆A端的最大拉力FA1与最小拉力FA2之比;

（2）重物E的最大质量m1;

（3）滑轮组的最小机械效率.（百分号前保留整数）

17.如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图，它由4个定滑轮和2个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，摇动旋轮的摇柄可以使晾衣架升降，假设在升降过程中衣架横梁始终保持水平.第一次晾晒衣物时，将重150N的衣物（含横梁及晾衣架）以0.12m/s的速度匀速提起1.2m，在此过程中旋轮牵引绳子的拉力F1所做的功是200J.第二次晾晒衣物时，旋轮牵引绳子的拉力大小为40N，使衣物匀速上升1m，在提升衣物（含横梁及晾衣架）过程中滑轮组的机械效率比第一次降低了1%。

旋轮的摩擦及细绳的质量均忽略不计，动滑轮的总重为2N，取g=10N/kg.求：

（1）拉力F1做功的功率;

（2）第一次利用该晾衣架提升衣物过程中，滑轮组的机械效率;

（3）第二次利用该晾衣架提升衣物过程中，需克服摩擦力做多少功.

18.工人用如图所示的装置将重物提高5m，已知物重为800N，人对绳的拉力为500N。

求此过程中：

（1）做的做功。

（2）做的有用功。

（3）滑轮组的机械效率。

19.如图1所示，用弹簧测力计拉着绳子利用滑轮组将重3N的物体匀速提升0.5m．

（1）求图1中弹簧测力计对绳的拉力所做的功;

（2）求图1中滑轮组的机械效率;

（3）请在答题卷的图2中画出比图1更省力的绕线．

20.用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N，货物重360N、上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W（不计绳重）．求：

（1）滑轮组的机械效率η

（2）货物上升3m过程中，克服摩擦力做的功．

21.用如图所示的滑轮组提升重物，当作用在绳子自由端的拉力为100N时，能匀速提起重力为240N的物体．不计摩擦和绳重，求：

（1）动滑轮重为多少？

（2）若绕绳能承受的最大拉力为200N，则该滑轮组的最大机械效率为多大？

22.建筑工人用如图所示的滑轮组，将边长为0.3m、密度为2.8×103/m3的正方体大理石块从地面匀速提升到12m高的五楼，所有时间30s，动滑轮重20N，不计绳重和摩擦．g=10N/kg．求：

（1）大理石块放在水平地面上时，对地面的压强是多少Pa？

（2）大理石块上升的速度是多少m/s？

（3）工人对绳子的拉力是多少N？

23.在测“滑轮组机械效率”的实验中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A（如图甲所示），然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码．当钩码上升的高度为H时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H（如图乙所示）．（不计摩擦与绳重）

求：

（1）动滑轮的重力G1．

（2）滑轮组的机械效率．

（3）如果减少钩码的个数，滑轮组的机械效率会如何变化？

24.某同学用滑轮组从装满水的水井中将一铁块匀速提升了2m（铁块始终未露出水面）．已知铁块体积0.006m3，铁块的密度为7.9×103kg/m3．（滑轮的重力和摩擦不计，g=10N/kg）求：

（1）铁块的重力大小;

（2）绳子AB给铁块的拉力大小;

（3）在此过程中人做的功．

25.建筑工地上，工人师傅将如图所示的滑轮装配成最省力的滑轮组，利用它站在地面上向下拉绳提升重物．

（1）请在图中画出滑轮组的绕线;

（2）利用此滑轮组，工人用500N的力将1200N的重物匀速提升4m，求滑轮组的机械效率．

26.如图所示，利用滑轮组吊运建筑材料．某次将总重G为4000N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上，用时40s，卷扬机提供的拉力F做功的功率为1250W．求在此过程中：

（1）拉力F做功多少？

（2）拉力F的大小为多少？

（3）滑轮组的机械效率为多少？

27.下图是一种新型吊运设备的简化模型示意图，图中虚线框里是滑轮组（未画出），滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。

工人师傅用该吊运设备先后搬运水平地面上的圆柱形物体A和物体B。

物体A的底面积为SA，密度为ρA，高度为hA；物体B的底面积为SB，密度为ρB，高度为hB。

当物体A所受竖直向上的拉力T1为1500N时，物体A静止，地面对物体A的支持力