物理中考试题专题训练简单机械计算.docx

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物理中考试题专题训练简单机械计算

2019年物理中考试题专题训练：

简单机械计算

1.（2019沈阳，18）如图所示，电动起重机是通过电动机拉动绳子b带动滑轮组工作的装置（滑轮组的连接方式未画出）。

质量为360kg的货箱放在水平地面上，与地面的接触面积是0.25cm2。

求：

（1）当绳子a对货箱的拉力Fa为600N时，货箱未离开地面，此时货箱对地面的压强是多大？

（g取10N/kg）

（2）在匀速拉起货箱的过程中，电动机把绳子b匀速收起了12m，绳子b的拉力Fb做了2.4×104J的功，拉力Fb是多大？

（3）在上述匀速拉起货箱的过程中，使用滑轮组所做的额外功是9.6×103J，滑轮组的机械效率是多大？

2.（2019大庆，20）如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在水平向右的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的时间里被匀速提升，绳自由端水平移动了2m，拉力F为500N．不计绳重和摩擦，求：

（1）拉力F的功率P；

（2）滑轮组的机械效率η。

3.（2019宿迁，17）如图所示，工人利用滑轮组提升重物，在30s内将静止在水平地面上质量为90kg，底面积为200cm2的长方体物块匀速提升5m，此时工人的拉力为400N（g=10N/kg）。

求：

（1）提升前物块对水平地面的压强；

（2）工人拉力做功的功率；

（3）滑轮组提升该物块的机械效率。

4.（2019荆州，34）为了发展文化旅游事业，荆州市正在兴建华强方特文化主题园，建成后将通过最新的VR技术展示包括楚文化和三国文化在内的五千年华夏文明．园区建设中需把重1200N的木箱A搬到高h＝2m，长L＝10m的斜面顶端．如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时50s将木箱A匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端，已知拉力F的功率为80W．求：

（1）拉力F的大小；

（2）该斜面的机械效率是多少；

（3）木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大

5.（2019桂林，27）小段用如图17所示装置，使用一根杠杆AB和滑轮的组合将一合金块从水中提起，滑环C可在光滑的滑杆上自由滑动。

已知合金密度ρ=1.1×104kg/m3：

所用拉力F为500N，且始终竖直向下；O为支点，且AO=4OB：

动滑轮的机械效率为75%。

若杠杆质量、杠杆与支点间摩擦不计，整个过程中合金块始终未露出水面。

求：

（1）当拉力F向下移动距离为l.2m时，拉力F对杠杆所做的功？

此时绳子对杠杆B点的拉力？

（2）合金块的体积？

6.（2019黔西南，22）如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8×103kg/m3，金属块的质量为80kg。

绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。

（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；

（2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F；

（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功。

7.（2019毕节，24）如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8×103kg/m3，金属块的质量为80kg。

绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。

（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；

（2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F；

（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功。

8..（2019天水,21）在修建天水市体育中心的施工过程中，起重机在4s内将质量为5×103kg的钢材沿竖直方向匀速提升了2m，而它的电动机做的功是2×105J．（g取10N/kg）求：

（1）钢材上升过程中的速度。

（2）起重机对钢材所做的有用功。

（3）起重机的机械效率。

9.（2019徐州，35）工人用杠杆将重为180N的物体匀速提升0.5m，做了100J的功．求：

（1）提升物体做的有用功；

（2）杠杆的机械效率．

10.（2019玉林，）某物理研究小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图13甲所示。

OBA为水平杠杆、OA长100cm，O为支点，OB：

BA＝1；4；已知报警器R0的阻值恒为10Ω，压力传感器R固定放置，压力传感器受到的压力F与R的阻值变化的关系如图.13乙所示。

当托盘空载时，闭合开关S，电压表的示数为1V；当托盘所受的压力增大，电压表的示数达到2V时，报警器R0开始发出报警信号。

托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计，电压表的量程为0～3V。

求：

（1）电源电压；

（2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力；

（3）当托盘受到的压力为120N时，报警器是否报警：

（4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为5：

6时，托盘受到的压力。

11.（2019菏泽，28）如图所示，一个质量600kg、体积0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距离地面2m，若利用滑轮组和电动机组成的打捞机械，以0.5m/s的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。

求：

（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；

（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；

（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率；

（4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。

12.（2019赤峰，22）一木块重480N体积为0.08m3，用力F将木块沿斜面匀速拉到高处，如图甲所示。

已知拉力F做的功W与木块沿斜面运动距离s的关系如图乙所示。

整个过程的额外功是320J．（g＝10N/kg）

求：

（1）木块的密度；

（2）拉力F大小；

（3）斜面的机械效率。

13.（2019昆明，24）一人用桶从井里取水，己知桶的容积是6L，空桶的质量是1.5kg，忽略绳子的重力。

（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求：

（1）装满水后水的质量；

（2）用绳子把桶放到井里，进入一些水后，桶仍然漂浮在水中，此时它排开水的体积是3×10-3m3，桶受到的浮力；

（3）将一满桶水从桶底刚好离开水面开始匀速提高5m，绳子的拉力做的功；

（4）提水的效率。

14.（2019贵港，29）如图所示，是考古工作队在贵港罗泊湾码头用起重机沿竖直方向匀速向上打捞一个体积为0.5m3、质量为1.2t的圆柱体文物的情景。

B为起重机的配重，OA为起重机的起重臂，AB=25m，OB=5m，若在整个打捞过程中，文物始终保持0.3m/s的速度不变（江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，起重机横梁重力和滑轮重力及摩擦均不计）。

求：

（1）文物从开始上升直到刚露出江面的过程中受到的浮力大小。

（2）在整个打捞文物的过程中，起重机的拉力做功的最小功率。

（3）为了使起重机不翻倒，起重机的配重B的质量至少是多少？

15.（2019襄阳，25）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m,做了1500J的功。

求:

（1）滑轮组的机械效率；

（2）当他用400N的拉力匀速提升其它货物时,额外功占总功的15%,求提升货物的重。

简单机械计算答案

1.（2019沈阳，18）如图所示，电动起重机是通过电动机拉动绳子b带动滑轮组工作的装置（滑轮组的连接方式未画出）。

质量为360kg的货箱放在水平地面上，与地面的接触面积是0.25cm2。

求：

（1）当绳子a对货箱的拉力Fa为600N时，货箱未离开地面，此时货箱对地面的压强是多大？

（g取10N/kg）

（2）在匀速拉起货箱的过程中，电动机把绳子b匀速收起了12m，绳子b的拉力Fb做了2.4×104J的功，拉力Fb是多大？

（3）在上述匀速拉起货箱的过程中，使用滑轮组所做的额外功是9.6×103J，滑轮组的机械效率是多大？

解：

（1）G=mg=360kg×10N/kg=3600N

F=G-Fa=3600N-600N=3000N

p=

=

=1.2×104Pa

（2）W=Fs

Fb=

=2000N

（3）W有=W总-W额=2.4×104J-9.6×103J=l.44×104J

η=

=0.6=60%

2.（2019大庆，20）如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在水平向右的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的时间里被匀速提升，绳自由端水平移动了2m，拉力F为500N．不计绳重和摩擦，求：

（1）拉力F的功率P；

（2）滑轮组的机械效率η。

解：

（1）拉力做的总功：

W总＝Fs＝500N×2m＝1000J，

拉力功率：

P＝

＝

＝200W。

（2）由图可知，物体有2段绳子承担，则物体上升的高度h＝

＝1m，

有用功：

W有用＝Gh＝900N×1m＝900J；

滑轮组的机械效率：

η＝

×100%＝

×100%＝90%；

答：

（1）拉力F的功率P为200W；

（2）滑轮组的机械效率η为90%。

3.（2019宿迁，17）如图所示，工人利用滑轮组提升重物，在30s内将静止在水平地面上质量为90kg，底面积为200cm2的长方体物块匀速提升5m，此时工人的拉力为400N（g=10N/kg）。

求：

（1）提升前物块对水平地面的压强；

（2）工人拉力做功的功率；

（3）滑轮组提升该物块的机械效率。

解：

（1）质量为90kg的物体的重力：

G=mg=90kg×10N/kg=900N。

对地面的压力：

F=G=900N，

提升前物块对水平地面的压强：

p=

=

=4.5×104Pa；

（2）由图知，绳子的有效段数n=3，则绳子自由端移动的距离为：

s=3h=3×5m=15m，

工人拉力做功的功率：

P=

=

=

=200W；

（3）滑轮组提升该物块的机械效率：

η=

=

=

×100%=75%。

答：

（1）提升前物块对水平地面的压强为4.5×104Pa；

（2）工人拉力做功的功率为200W；

（3）滑轮组提升该物块的机械效率为75%。

4.（2019荆州，34）为了发展文化旅游事业，荆州市正在兴建华强方特文化主题园，建成后将通过最新的VR技术展示包括楚文化和三国文化在内的五千年华夏文明．园区建设中需把重1200N的木箱A搬到高h＝2m，长L＝10m的斜面顶端．如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时50s将木箱A匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端，已知拉力F的功率为80W．求：

（1）拉力F的大小；

（2）该斜面的机械效率是多少；

（3）木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大

解：

（1）拉力所做的功W总=Pt=80W×50s=4×103J

拉力F=W总/L=4×103J/10m=400N

（2）克服物重做功W有=Gh=1200N×2m=2.4×103J

斜面的机械效率η=W有/W总=2.4×103J/4×103J=60%

（3）木箱A在斜面上匀速运动时克服摩擦做功

W额=W总﹣W有=4×103J-2.4×103J=1.6×103J

木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力

f=W额/L=1.6×103J/10m=160N

5.（2019桂林，27）小段用如图17所示装置，使用一根杠杆AB和滑轮的组合将一合金块从水中提起，滑环C可在光滑的滑杆上自由滑动。

已知合金密度ρ=1.1×104kg/m3：

所用拉力F为500N，且始终竖直向下；O为支点，且AO=4OB：

动滑轮的机械效率为75%。

若杠杆质量、杠杆与支点间摩擦不计，整个过程中合金块始终未露出水面。

求：

（1）当拉力F向下移动距离为l.2m时，拉力F对杠杆所做的功？

此时绳子对杠杆B点的拉力？

（2）合金块的体积？

解：

（l）由题意知，拉力竖直向下为F=500N，

其向下做的的功为W=FS=500N×1.2m-600J；

在AB杠杆向下移动过程中，动力臂与阻力臂维持

，由杠杆的平衡条件F1·L1=F2·L2

得绳子对杠杆B点的拉力

（2）设合金块的体积为Vs，合金块所受绳的拉力为F3，

分析题意动滑轮的机械效率为75%可得

η=

，化简为75%=

代入数据得FB=3000N

合金块在上升过程中，始终没有出液面，故对其受力分析得F3+F浮=G物

代入数据3000N+ρ水gV金=ρ金gV金

解得V金=0.03m3。

6.（2019黔西南，22）如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8×103kg/m3，金属块的质量为80kg。

绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。

（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；

（2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F；

（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功。

解：

（1）因为金属块浸没水中，

所以金属块排开水的体积：

V排＝VA＝

＝

＝0.01m3；

金属块所受的浮力：

F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3＝100N；

（2）由图知，使用的滑轮组n＝2，在金属块未露出水面时，绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，人的拉力：

F＝

（GA﹣F浮+G动）＝

×（80kg×10N/kg﹣100N+100N）＝400N；

（3）拉力端移动距离s＝2h＝2×2m＝4m，

人的拉力所做的功：

W＝Fs＝400N×4m＝1600J。

答：

（1）在金属块还未露出水面时，此时金属块所受到的浮力为100N；

（2）在金属块未露出水面时，人的拉力F为400N；

（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，人的拉力所做的功为1600J。

7.（2019毕节，24）如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8×103kg/m3，金属块的质量为80kg。

绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。

（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；

（2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F；

（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功。

解：

（1）因为金属块浸没水中，

所以金属块排开水的体积：

V排＝VA＝

＝

＝0.01m3；

金属块所受的浮力：

F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3＝100N；

（2）由图知，使用的滑轮组n＝2，在金属块未露出水面时，绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，人的拉力：

F＝

（GA﹣F浮+G动）＝

×（80kg×10N/kg﹣100N+100N）＝400N；

（3）拉力端移动距离s＝2h＝2×2m＝4m，

人的拉力所做的功：

W＝Fs＝400N×4m＝1600J。

答：

（1）在金属块还未露出水面时，此时金属块所受到的浮力为100N；

（2）在金属块未露出水面时，人的拉力F为400N；

（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，人的拉力所做的功为1600J。

8..（2019天水,21）在修建天水市体育中心的施工过程中，起重机在4s内将质量为5×103kg的钢材沿竖直方向匀速提升了2m，而它的电动机做的功是2×105J．（g取10N/kg）求：

（1）钢材上升过程中的速度。

（2）起重机对钢材所做的有用功。

（3）起重机的机械效率。

9.（2019徐州，35）工人用杠杆将重为180N的物体匀速提升0.5m，做了100J的功．求：

（1）提升物体做的有用功；

（2）杠杆的机械效率．

解：

（1）

（2）

10.（2019玉林，）某物理研究小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图13甲所示。

OBA为水平杠杆、OA长100cm，O为支点，OB：

BA＝1；4；已知报警器R0的阻值恒为10Ω，压力传感器R固定放置，压力传感器受到的压力F与R的阻值变化的关系如图.13乙所示。

当托盘空载时，闭合开关S，电压表的示数为1V；当托盘所受的压力增大，电压表的示数达到2V时，报警器R0开始发出报警信号。

托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计，电压表的量程为0～3V。

求：

（1）电源电压；

（2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力；

（3）当托盘受到的压力为120N时，报警器是否报警：

（4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为5：

6时，托盘受到的压力。

解：

（1）当托盘空载时，此时电路中的电流，

由图乙可知托盘空载时，压力传感器R＝30Ω

电源电压U＝I1（R0＋R）＝0.1A×（10Ω＋30Ω）＝4V

（2）当报警器开始报警时，此时电路中的电流

压力传感器的电阻

由图乙可知当压力传感器为10Ω时，压力传感器受到的压力F＝20N

（3）根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，可知F托盘×OB＝F×OA，

由OB：

BA＝1：

4，可得OB:

OA＝1：

5，

压力传感器受到的压力F’＝F’托盘×

＝120N×

＝24N

由于报警器报警时F＝20N，而F’>F，因此报警器报警。

（4）要保证电路安全，

，P最大＝UI最大＝4V×0.3A＝1.2W

由P’’：

P最大＝5:

6可得P’’＝P最大×

＝1.2W×

＝1W

此时电路输出的电功率P’’＝

，则

由图乙可知当压力传感器R’’＝6Ω时，压力传感器受到的压力F’’＝30N

由杠杆平衡条件可得，托盘受到的压力F’’托盘＝F’’×

＝30N×

＝150N

11.（2019菏泽，28）如图所示，一个质量600kg、体积0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距离地面2m，若利用滑轮组和电动机组成的打捞机械，以0.5m/s的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。

求：

（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；

（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；

（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率；

（4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。

解：

（1）箱子在水底时下表面的深度h=5m，此处水产生的压强：

p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/Kg×5m=5×104Pa。

（2）箱子沉入水底，则V排=V=0.2m3，则浮力F浮=ρ水gV排=1×103Kg/m3×10N/Kg×0.2m3=2×103N。

（3）物体完全露出水面后，在提升箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力，有用功是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功；箱子的重力：

G=mg=600Kg×10N/Kg=6×103N；出水后，根据

可得：

机械效率：

（4）由于箱子从水底匀速提到地面，根据P=Fv即可判断出拉力最大时，功率最大；箱子离开水面在空中时，对滑轮组的拉力最大，故此时电动机对滑轮组的拉力最大；由于不计绳重、摩擦和水的阻力，则

；

电动机上绳子的提升速度为v′=2v=2×0.5m/s=1m/s，

则p最大=f最大v′=3.05×103N×1m/s=3.05×103W。

答：

（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强为5×104Pa；

（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力为2×103N；

（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率为98.4%；

（4）整个打捞过程中箱子离开水面在空中时电动机的输出功率最大，为3.05×103w。

12.（2019赤峰，22）一木块重480N体积为0.08m3，用力F将木块沿斜面匀速拉到高处，如图甲所示。

已知拉力F做的功W与木块沿斜面运动距离s的关系如图乙所示。

整个过程的额外功是320J．（g＝10N/kg）

求：

（1）木块的密度；

（2）拉力F大小；

（3）斜面的机械效率。

解：

（1）木块的质量：

m＝

＝

＝48kg

木块的密度：

ρ＝

＝

＝0.6×103kg/m3

（2）由图象知，拉力做总功800J，木块移动的距离是4m，

W＝Fs得，拉力为：

F＝

＝

＝200N

（3）木块上升过程中有用功为：

W有＝W﹣W额＝800J﹣320J＝480J

斜面的机械效率：

η＝

×100%＝

×100%＝60%

答：

（1）木块的密度是0.6×103kg/m3；

（2）拉力F大小是200N；

（3）斜面的机械效率是60%。

13.（2019昆明，24）一人用桶从井里取水，己知桶的容积是6L，空桶的质量是1.5kg，忽略绳子的重力。

（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求：

（1）装满水后水的质量；

（2）用绳子把桶放到井里，进入一些水后，桶仍然漂浮在水中，此时它排开水的体积是3×10-3m3，桶受到的浮力；

（3）将一满桶水从桶底刚好离开水面开始匀速提高5m，绳子的拉力做的功；

（4）提水的效率。

解：

（1）由

可得，装满水后水的质量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×6×10-3m3=6kg；

（2）．桶受到的浮力；

F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N；

（3）．绳子的拉力做的功：

W=G总h=（m桶+m）gh=（1.5kg+6kg）×10N/kg×5m=375J；

（4）．提水的效率：

14.（2019贵港，29）如图所示，是考古工作队在贵港罗泊湾码头用起重机沿竖直方向匀速向上打捞一个体积为0.5m3、质量为1.2t的圆柱体文物的情景。

B为起重机的配重，OA为起重机的起重臂，AB=25m，OB=5m，若在整个打捞过程中，文物始终保持0.3m/s的速度不变（江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，起重机横梁重力和滑轮重力及摩擦均不计）。

求：

（1）文物从开始上升直到刚露出江面的过程中受到的浮力大小。

（2）在整个打捞文物的过程中，起重机的拉力做功的最小功率。

（3）为了使起重机不翻倒，起重机的配重B的质量至少是多少？

解：

（1）文物的体积为0.5m3，从开始上升直到刚露出江面的过程中受到的浮力大小：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m3=5×103N；

（2）若在整个打捞过程中，文物始终保持0.3m/s的速度不变，根据P=

Fv，当牵引力最小时，起重机的拉力做功的最小功率，当文物浸没在江水中受到的浮力最大，由力的平衡，此时拉力最小为：

F拉小=G-F浮=mg-F浮=1.2×103kg×10N/kg-5×103N=7×103N；起重机的拉力做功的最小功率：

P=F拉小v=7×103N×0.3m/s=2.1×103W；

（3）当文物完全露出