第十二章 簡單機械第2節(jié) 機械效率(答題時間：____分鐘 分值：63分)1. (2016畢節(jié)) 簡單機械與人類的生產(chǎn)活動息息相關(guān)．以下關(guān)于簡單機械的說法中不正確的是( )指甲剪是省力杠桿定滑輪不省力但能改變力的方向滑輪組既省力又省距離還省功斜面的機械效率達不到100%(2017龍東)分別使用定滑輪、動滑輪、兩個定滑輪和兩個動滑輪組成的滑輪組勻速提升同一物體到同一高度處其機械效率分別為定、η動、η組(不計繩重和摩擦設(shè)每個滑輪質(zhì)量相等)則下列選項中正確的是( )組＜η動＜η定動＜η定＜η組定＜η動＜η組定＜η組＜η動(2017長春)如圖所示用相同的滑輪組成甲、乙兩個滑輪組分別將同一物體在相同時間內(nèi)勻速提升相同高度．若不計繩重和摩擦比較甲、乙兩滑輪組下列說法正確的是( )第3題圖甲的拉力大 B. 乙的額外功少甲的拉力功率大 D. 乙的機械效率低(2017陜西)如圖所示某工地用滑輪組將重為的貨物勻速提升6 m所用時間為20 s在繩的末端所用拉力為2 200 N下列說法錯誤的是( ) 第4題圖處滑輪的作用是改變力的方向提升貨物過程中的有用功是3×10拉力的功率為660 W若只增加貨物所受的重力滑輪組的機械效率將增大(2017南充)將一個重為4.5 N的物體沿斜面從底端勻速拉到頂端(如圖所示)斜面長1.2 m高斜面對物體的摩擦力為0.3 N(物體大小可忽略)．則下列說法正確的是( )第5題圖沿斜面向上的拉力0.3 N有用功0.36 J機械效率20%有用功1.8 J機械效率20%D. 總功2.16 J機械效率約為83.3%(2017撫順)如圖所示物體在拉力F的作用下內(nèi)水平勻速運動了物體與地面間的滑動摩擦力為50 N拉力為40 N．下列物理量計算正( )第6題圖繩子自由端移動的速度是0.2 m/s拉力做功為40 J該滑輪組的機械效率是62.5%拉力的功率是10 W(2017達州)如圖所示用20 N的水平拉力拉滑輪可以使重15 N的物體以 的速度在水平地面上勻速運動物體重 彈簧測力計的示數(shù)為3 N且保持不變．若不計輪重、彈簧測力計重、繩重和滑輪的摩擦則下列說法中正確的是( )第7題圖地面受到的摩擦力為10 N滑輪移動的速度為0.4 m/s在2 s內(nèi)繩子對物體所做的功為4 J水平拉力的功率為4 W(2017蘭州)如圖所示用力拉著重為G的物體豎直勻速上升在時間t內(nèi)物體上升的高度為h(物體未拉出水面)若物體的體積為V水的密度為ρ則下列算式正確的是(第8題圖A. η＝＝有＝Gh有＝(2017天津)利用如圖所示的滑5 s內(nèi)將重為360 N的物體勻速向上提起2 m作用在繩端豎直向上的拉力為150 N該滑輪組的機械效率是______拉力的功率是______W. 第9題圖(2017赤峰)如圖所示是一種小型千斤頂?shù)氖疽鈭D當手往下壓動搖臂時能把重物抬高一段較小的距離工人在4 s時間內(nèi)用100 N的力豎直向下壓動搖臂1 m把1 000 N的重物勻速抬高8 cm. 則重物上升的速度為______m/s人做的功為______J千斤頂?shù)男适莀_____%.第10題圖(2017鐵嶺)用如圖所示的滑輪組把一個重為360 N的物體沿豎直方向在10 s內(nèi)勻速提升1 m所用拉力為200 N物體上升的速度為____ m/s拉力做功的功率為______W滑輪組機械效率為______．第11題圖(2017銅仁)某工人用如圖所示的裝置將＝900 N的重物沿斜面向上勻速拉動4 m用時30 s該過程中物體上升的豎直高度為2 m此裝置的機械效率＝75 %.該過程中工人所用的拉力＝______ N拉力做功的功率 ＝______ W第12題圖(2016山西)用如圖甲所示的滑輪組運送貨物到高的樓頂每件貨物重100 N每次運送的量不定圖乙記錄了在整個過程中滑輪組的機械效率隨貨物重力增加而變化的圖像由圖可知每次運送對動滑輪做的功為______J當某次運送4件貨物時滑輪組的機械效率為______(不考慮繩重和摩擦)．第13題圖(2017齊齊哈爾)(8分)某小組在“測滑輪組機械效率的實驗”中得到的數(shù)據(jù)如表所示實驗裝置如圖所示．第14題圖(1)實驗中應沿豎直方向________緩慢拉動彈簧測力計．(2)小組同學發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定應該靜止讀數(shù)．你認為他的想法__________(選填“正確”或“不正確”)因為他沒有考慮到________對滑輪組機械效率的影響．(3)用丁圖裝置進行實驗得出表中第4次實驗數(shù)據(jù)請將表中的兩個數(shù)據(jù)填寫完整．(4)通過比較________兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關(guān)．(填實驗次數(shù)的序號)(5)通過比較________兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時物重越大滑輪組機械效率越高．(填實驗次數(shù)的序號)(6)通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：________________________________________．實驗次數(shù) 鉤碼重鉤碼上升高度繩端拉力繩端移動距離機械效率(2017淮安)(5分)小明利用斜面搬運物體的過程中提出了一個問題：“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有沒有關(guān)系？”針對這個問題他通過在斜面上拉動物體進行了探究(如圖所示)測得的實驗數(shù)據(jù)如表中所示： 第15題圖實驗序號 斜面傾斜程度 物體重力物體上升高度沿斜面拉力較緩 5.0 0.10 1.6 較陡 5.0 0.15 2.2極陡 5.0 0.25 3.1 實驗序號 物體移動距離有用功有總功總機械效率(%) ① 0.50 0.50 0.80 63 ② 0.50 0.75 1.10 68 ③ 0.50 1.55 (1)沿斜面拉動物體時應使其做________運動．(2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可求出第③次實驗中拉力所做的有用功為________J機械效率是________．(3)通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析可知斜面的省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是：斜面越緩越________．(4)通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析對斜面機械效率的問題可獲得的初步結(jié)論是____________________________．(2017北京)(3分)如圖所示是用滑輪組提升建筑材料的示意圖在豎直向下的拉力F作用下使重900 N的建筑材料A在5 s的時間里勻速豎直上升了1 m繩自由端勻速豎直向下移動了 在這個過程中拉力為500 N滑輪組的機械效率為η拉力F做功的功率為P. 求：(1)滑輪組的機械效率η； (2)拉力F的功率P第16題圖(2017安順)(7分)小華用如圖所示的滑輪組拉動貨箱已知貨箱的質(zhì)量為60 kg在＝50 N的拉力作用下貨箱以0.1 m/s的速度做勻速直線運動地面對貨箱的滑動摩擦力為貨箱重的0.2倍(取10 N/kg)．求：(1)貨箱的重力是多少？(2)拉力的功率是多少？(3)貨箱運動了1 min克服摩擦所做的功是多少？4)此滑輪組的機械效率是多少？第17題圖(2017巴彥淖爾)(12分)用如圖甲所示的滑輪組提升浸沒在水中的實心圓柱形物體已知物體的高度為1 m底面積為0.12 m質(zhì)量為200 kg.物體始終為0.5 m/s的速度勻速上升物體浸沒在水中勻速上升時作用在繩端的拉力所做的功隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示．(不計繩重、＝1.0×10；＝)求：(1)當物體的上表面剛好與水面相平時其底部受到水的壓強；(2)物體浸沒在水中時受到的浮力；(3)物體浸沒在水中勻速上升時繩端受到的拉力；(4)物體浸沒在水中勻速上升時滑輪組的機械效率；(5)物體出水后繩端拉力的功率．第18題圖1. C 【解析】指甲剪由三個杠桿組成其中既有省力杠桿也有費力杠桿但其最終可以達到省力的目的所以為省力杠桿正確不符合題意；定滑輪的實質(zhì)是等臂杠桿不省力也不費力能改變力的方向正確不符合題意；使用任何機械都不可能省功錯誤符合題意；使用任100%，D正確不符合題意．故選C.2. A 【解析】勻速提升同一物體到同一高度三種情況下做的有用功大小相同都為有不計繩子摩擦和質(zhì)量使用定滑輪、動滑輪、滑輪組時做的額外功額＝G動使用定滑輪、動滑輪和滑輪組時動滑輪個數(shù)分別為0、1、2所以可判斷出額定額動額組總＝W有＋W額；三種情況下的總W定動組由＝可知使用定滑輪、動滑輪、滑輪組的機械效率組動定．故選A.3. A 【解析】由題圖可知承擔物重的繩子股數(shù)甲＝2乙＝3；所以拉力甲＝(物＋輪)乙＝(G物＋輪)又因為所提升的物重相同輪相同所以甲乙正確；由于甲、乙用相同的動滑輪把同一物體提升相同的高度所以做的額外功相同錯誤；用滑輪組在相同時間提升同一物體到相同高度對物體做的有用功、額外功都相同因總＝有＋額所以拉力做的總功也相等根據(jù)公式＝可知＝錯誤；因為動滑輪重和物重都相同根據(jù)公式＝＝可知甲＝乙錯誤．故選A.4. C 【解析】處的滑輪固定不動是定滑輪其作用是改變力的方向正確；提升貨物的過程中做的有用功是有＝Gh＝5 000 N×6 m＝3×10正確；滑輪組由三股繩子承重該過程繩子自由端通過的距離是＝nh＝3×6 m＝18 m所做總W總＝Fs＝2 200 N×18 m＝39 600 J因此拉力的功率是＝＝＝1 980 W錯誤；在其他條件不變時貨物重力增大有用功增大而提升動滑輪所做額外功不變所以有用功在總功中所占比例增大因此機械效率會增大正確．故選C.5. D 【解析】由于物體沿斜面向上做勻速直線運動物體受到沿斜面向下F是平衡力所以沿斜面向上的拉力大于0.3 N錯誤；提升物體所做的有用功：有＝＝4.5 N×0.4 m＝1.8 J額外功即為克服摩擦力做功：額＝＝0.3 N×1.2 m＝0.36 J總功為：總＝有＋額＝1.8 J＋0.36 J＝2.16 J機械效率為：＝＝83.3%，B、C錯誤正確．故選D.6. C 【解析】物體移動的速度為＝＝＝0.2 m/s繩子的自由端移動的速度是其2倍為0.4 m/s錯誤；繩子自由端移動的距離為繩＝ns物＝2×1 m＝2 m拉力所做的功總＝Fs繩＝40 N×2 m＝80 J錯誤；有＝fs物＝50 N×1 m＝50 J＝＝＝62.5%正確；＝＝＝16 W, 錯誤．故選C.7. C 【解析】物體處于平衡狀態(tài)可知其受到向左的拉力等于地面對它的摩擦力地面加上對它的摩擦力左＝＝＝10 N而＝3 N所以 地面＝F左－f＝10 N－＝7 N錯誤；滑輪移動的速度輪＝物＝＝0.1 m/s錯誤；在2 s內(nèi)物體移動的距離＝物＝0.2 m/s×2 s＝0.4 m則繩子對物體做的功＝F左＝10 N×0.4 m＝4 J正確；拉力做功功率＝Fv輪＝＝2 W錯誤；故選C.8．D 【解析】物體在水中受到的浮力?。溅裧V設(shè)物體在水中受到的拉力為F因F＋F浮＝G所以F＝G－ρgV滑輪組提升重物所做的有用功W有＝(G－ρgV)h錯誤；物體出水前的機械效率：η＝＝＝、B錯誤有用功率為有＝正確．故選D.9. 80% 180 【解析】有用功：有＝Gh＝360 N×2 m＝720 J；由題圖知＝3拉力端移動距離：s＝3h＝3×2 m＝6 m總功：總＝Fs＝150 N×6 m＝900 J；滑輪組的機械效率：＝＝＝；拉力的功率：＝＝＝180 W.10. 0.02 100 80 【解析】重物上升的速度＝＝＝0.02 m/s；所做的有用功有＝Gh＝1 000 N×0.08 m＝80 J總功總＝Fs＝100 N×1 m＝100 J即人做的功是100 J；該千斤頂?shù)臋C械效率＝＝＝80%.11. 0.1 60 60% 【解析】物體上升的速度為＝＝＝；由題圖可知＝3繩子自由端移動的距離s＝＝3×1 m＝拉力做的總功為總＝Fs＝200 N×＝拉力做功的功率為＝＝＝60 W；有用功為有＝Gh＝＝360 J滑輪組的機械效率為＝＝＝60%.12. 300 80 【解析】工人所做的有用功為：有＝Gh＝900 N×2 m＝1 800 J；由題圖可知＝2拉力移動的距離s＝nh＝＝8 m；斜面的機械效率為＝＝得＝＝＝；拉力的功率：＝＝＝＝80 W.13. 900 80% 【解析】由乙圖可知：當＝100 N時＝50%因為＝＝＝即：50%＝解得：動＝所以每次運送時動滑輪做的功動＝G動＝100 N×9 m＝900 J；當某次運送4件貨物即＝400 N時滑輪組的機械效率為：＝ ＝ ＝＝ ＝80%.14. (每空1分共8分)(1)勻速 (2)不正確 摩擦力(或摩擦) (3)0.4 80% (4)1、2 (5)2、3 (6)不同滑輪組提升相同重物時動滑輪越輕滑輪組機械效率越高(不同滑輪組提升相同重物時動滑輪越重滑輪組機械效率越低)【解析】(1)在測量滑輪組機械效率的實驗中應沿豎直方向緩慢勻速拉動彈簧測力計這樣才能保證滑輪組處于平衡狀態(tài)；(2)若靜止讀數(shù)則結(jié)果會偏大因為在靜止時拉力不克服摩擦力；(3)用丁圖n＝4根據(jù)＝nh＝4×0.1 m＝0.4 m滑輪組的機械效率＝＝＝＝80%；(4)在比較滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)的關(guān)系時應保持滑輪組相同、物重相同繩子繞法不同因此比較1、2兩次實驗即可得出結(jié)論；(5)運用控制變量法易得通過比較2、3可得出滑輪組機械效率與物重的關(guān)系；(6)通過比較3、4兩(不同滑輪組提升相同重物時動滑輪越重滑輪組機械效率越低)15. (每空1分共5分)(1)勻速直線 (2)1.25 81 (3)省力 (4)斜面越陡機械效率越大【解析】(1)沿斜面拉動物體時應使其做勻速直線運動這樣可使彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定便于讀數(shù)；(2)第3次實驗中拉力做的有用功為：Gh＝5.0 N×0.25 m＝1.25 J；機械效率為：＝%＝；(3)分析數(shù)據(jù)可知斜面越緩越省力；(4)分析數(shù)據(jù)可知在其它條件不變的情況下斜面越陡機械效率越大．16. (3分)解：(1)有＝Gh＝900 N×1 m＝900 J總＝Fs500 N×2 m＝1 000 J＝＝＝90%(2)P＝＝＝200 W17. (7分)解：(1)貨箱所受的重力：＝mg＝60 kg×10 N/kg＝600 N(2)滑輪組承重繩數(shù)為3繩子自由端移動速度：繩＝nv＝＝＝0.3 m/s拉力的功率是＝Fv繩＝50 N×0.3 m/s＝15 W(3)f＝0.2＝0.2×600 N＝120 N由＝得貨箱移動距離：＝vt＝0.1 m/s×60 s＝6 m克服摩擦力做功：＝fs＝120 N×6 m＝720 J(4)假定貨物在拉力作用下運動距離為因為貨物做勻速直線運動所以有用功W有為克服摩擦力做功．即W有＝fs；總功WFs1′，s1′＝ns由題圖可知＝3即W總＝3Fs＝＝＝＝＝80%.18. (12分)解：(1)當物體的上表面剛好與水面相平時底部在水中的深h＝1 m則底部受到水的壓強為＝ρgh＝＝1.0×10(2)物體浸沒在水中時排＝V物＝Sh則受到的浮力為?。溅裧V排＝1.0×10＝(3)由圖甲可知滑輪組承擔物重的繩子有4股則繩端移動的速度為繩＝4v物＝4×0.5 m/s＝2 m/s物體在15 s內(nèi)做功＝9 000 J繩端在15 s內(nèi)移動的距離為＝2 m/s×＝則物體浸沒水中勻速上升時繩端受到的拉力＝＝＝300 N(4)滑輪組提升水中的物體時物體重力與浮力的合力所做的功是有用功故有＝(G－F浮)s＝(200 kg×10 N/kg－)×s＝800 N×拉力所做的功為總功故總＝＝300 N×則×100%＝×100%≈66.7%(5)物體浸沒在水中時拉力＝動滑輪重力G動＝4F－(G－F浮)＝－(2 000 N－1 200 N)＝當物體露出水面時已不受水的浮力則繩端的拉力＝＝＝600 N繩端的速度為 則繩端拉力的功率＝F′v繩＝600 N×2 m/s＝1 200 W動態(tài)杠桿分析專練類型1 支點在一側(cè)的動態(tài)杠桿分析(南寧2014.14、防城港3考)(2016遂寧)如圖所示作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B在這個過程中力的大小將( )不變 B. 變小變大 D. 先變大后變小 (2018原創(chuàng))如圖所示一根直杠桿可繞軸轉(zhuǎn)動在直桿的中點掛一重物在桿的另一端施加一個方向始終保持水平的力將直桿從豎直位置慢慢抬起到水平位置過程中力F大小的變化情況是( A. 一直增大 B. 一直減小先增大后減小 D. 先減小后增大如圖所示有一質(zhì)量不計的長木板左端可繞點轉(zhuǎn)動在它的右端放一重為G的物塊并用一豎直向上的力F拉著木板．現(xiàn)使物塊向左緩慢移動木板始終在水平位置保持靜止．則在此過程中拉力( )逐漸變小 B. 逐漸變大始終不變 D. 先變大后變小第3 如圖所示作用在杠桿一端且始終豎直向上的力將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B在這個過程中阻力的力臂將__________動力F的力臂將__________動力F的大小將__________．(選填“增大”、“不變”或“減小”)第4題圖[南寧2016.26(3)、欽州2016.24(3)](2018原創(chuàng))如圖所示的杠桿正處于水平平衡位置若將處下面的鉤碼取下一個仍然讓杠桿在水平位置保持平衡下列做法正確的是( )兩側(cè)鉤碼同時向外移一格兩側(cè)鉤碼同時向內(nèi)移一格左側(cè)的鉤碼向右移一格右側(cè)的鉤碼向左移一格 第5題圖 第6題圖6. (2017自貢)如圖所示的杠桿正處于水平平衡若在標桿兩邊的鉤碼下再加一個鉤碼(鉤碼的質(zhì)量都相同)杠桿將( )還繼續(xù)處于水平平衡右端上升左端下降 右端下降左端上升無法確定杠桿的運動狀態(tài)(2018原創(chuàng))如圖所示杠桿處于平衡狀態(tài)如果將物體和B同時向靠近支點的方向移動( )杠桿不能平衡右端下沉杠桿不能平衡左端下沉杠桿仍能平衡無法判斷 第7題圖第8題圖(2018原創(chuàng))如圖所示輕質(zhì)杠桿的轉(zhuǎn)軸為O杠桿兩端點為A和B且OA＝2OB給B端施加豎A端的物體(重為4 N)緩緩上升不計摩擦．下列說法正確的是( )端所受拉力大小不斷增大端所受拉力大小不變且為4 N轉(zhuǎn)軸對杠桿的彈力方向豎直向下轉(zhuǎn)軸對杠桿的彈力大小不變且為12 N(2018原創(chuàng))如圖所示粗細均勻的直尺將中點O支起來在B端放一支蠟燭在AO的中點C處放兩支蠟燭三支蠟燭完全相同．此時AB水平平衡如果將三支蠟燭同時點燃它們的那么在蠟燭燃燒的過程中直尺AB將( )第9題圖始終保持平衡蠟燭燃燒過程中端逐漸上升待兩邊蠟燭燃燒完了以后才恢復平衡不能保持平衡端逐漸下降不能保持平衡端逐漸下降 C 2. A 【解析】根據(jù)杠桿平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂在力使直桿從豎直位置慢慢抬起到水平位置的過程中充當阻力的重物重力不變但阻力臂變大動力的動力臂變小所以F一直在增大．故選A.3. A 【解析】如圖所示設(shè)長木板長為則動力臂為物塊對木板的壓力(即杠桿受到阻力)等于物塊的重力即＝G阻力臂為根據(jù)杠桿平衡條件1＝F可得＝GL′即＝由題圖可知動力臂始終保持不變物塊重力大小不變當物塊向左緩慢移動過程中阻力臂逐漸變小則拉力也將逐漸變?。蔬xA.4. 增大 增大 不變5. C 【解析】杠桿平衡時符合杠桿平衡條件動力×動力臂＝阻力×阻力臂．現(xiàn)將處下面的鉤碼取下一個將兩側(cè)G，則＞3G×3杠桿不能在水平位置保持平衡錯誤；兩側(cè)鉤碼同時向內(nèi)移一格則＞3G×1杠桿不能在水平位置保持平衡錯誤；左側(cè)的鉤碼向右移一格則＝3G×2杠桿仍能在水平位置保持平衡正確；右側(cè)的鉤碼向左移一格則＞杠桿不能在水平位置保持平衡錯誤．故選C.6. C 【解析】設(shè)一個鉤碼重為左邊力臂為左右邊力臂為右原來：3左＝2右杠桿平衡則＝在杠桿的兩端各加一個鉤碼后現(xiàn)在：左邊4左右邊3右因為＝所以4左＜3右所以杠桿不再平衡杠桿右端下降左端上升．故選C.7. A 【解析】如圖所示：原來杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)此時作用在杠桿上的力分別為物體、B的重力其對應的力臂分別為、OD根據(jù)杠桿的平衡條件可得：＝；由圖示可知＜OD所以＞m當向支點移動相同的距離Δ時兩邊的力臂都減小Δ此時左邊力與力臂的乘積：(OC－ΔL)＝－；右邊力與力臂的乘積：(OD－Δ)＝－由于＞m所以＞；由于－＜－所以杠桿將向懸掛物體的一端即右端下沉故A正確、C、D錯誤．故選A.8. D 【解析】在杠桿緩緩上升時動力臂與阻力臂的比值不變?yōu)?∶2阻力＝G＝4 N假設(shè)動力臂為則阻力臂為2L由杠桿平衡條件＝F得F×L＝4 N×2可得B端所受拉力F＝8 N故A、B錯誤；杠桿兩端所受的拉力方向豎直向下根據(jù)平衡條件可知轉(zhuǎn)軸對杠桿的彈力方向豎直向上以點為支點動力臂與阻力臂的比值為1∶3假設(shè)動力臂為則阻力臂為3L′由杠桿平衡條件＝F得F′×L′＝代入數(shù)據(jù)可得轉(zhuǎn)軸對杠桿的彈12 N, C錯誤正確故選D.9. A 【解析】設(shè)一支蠟燭的質(zhì)量為直尺長度為此時直尺在水平位置平衡；由杠桿平衡條件＝F可得L＝L，三支蠟燭同時點燃并且燃燒速度相同三支蠟燭因燃燒減少的質(zhì)量相同即 2(m－m′)L＝(m－m′)×因此在燃燒過程中直尺仍能保持平衡．故選A.簡單機械與壓強、浮力的綜合計算專練類型1 簡單機械與壓強的綜合計算(南寧2015.30、北海2013.32、防城港2考)(2015茂名)如圖所示質(zhì)量不計的輕板可繞轉(zhuǎn)軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動＝0.4 m＝地面上質(zhì)量為15 kg橫截面積為0.3 m的圓柱體通過繩子與端相連．現(xiàn)有大小不計、重為 的物體在水平拉力＝的作用下以速度0.2 m/s 從點沿板面向右做勻速直線運動．＝求：(1)物體開始運動前圓柱體對地面的壓強；(2)物體在板面上運動的時間；(3)物體在板面上運動過程中拉力做的功及功率．第1題圖(2018原創(chuàng))用如圖所示的滑輪組在10 s內(nèi)將靜止在水平地面上質(zhì)量為＝80 kg底S＝的物體勻速豎直提升3 m所用拉力＝250 N取10 N/kg.求：(1)提升前物體靜止在水平地面上時對地面的壓強；(2)拉力做功的功率；(3)滑輪組的機械效率．第2題圖(2017畢節(jié))利用如圖所示的滑輪組勻速拉動水平地面上重為30 N邊長為10 cm的正方體物體．拉力F的大小為3 N物體在水平地面上勻速運動時受到地面對它的摩擦力為 求：(1)A處拉力大??；(2)正方體物體對地面的壓強是多少？(3)若拉力以0.5 m/s的速度勻速拉了4 s求處拉力所做的功是多少？第3題圖(2017瀘州)2017年4月1日中國四川省川南臨港自由貿(mào)易試驗區(qū)揭牌儀式在成都舉行如圖所示是瀘州港口的軌道式龍門吊設(shè)備的簡化機械示意圖．圖中在貨船水平甲板上被吊起的集裝箱體積是24 m底面積平均密度1.5×圖中每個滑輪的重力均為1.0×10在繩子自由端拉力的作用下集裝箱以0.2 m/s的速度在空中勻速豎直上升(繩重和摩擦不計取 ＝)．求：(1)該集裝箱的重力；(2)繩子自由端拉力3)在開始起吊集裝箱的過程中當繩子自由端的拉力為＝1.45×10時集裝箱對水平甲板的壓強．第4題圖類型2 簡單機械與浮力的綜合計算(四市2017.30、北海2016.27、防城港2016.28)如圖所示掛在杠桿端的鑄鐵球體積是400 cm＝10 cm＝40 cm在杠桿端掛一重為5 N的物體當鑄鐵球體積的浸入水中杠桿恰好在水平位置平衡．求：(1)此時鑄鐵球作用在杠桿端豎直向下的力；(2)鑄鐵球此時受到的浮力；(3)計算說明鑄鐵球是實心的還是空心的若是空心的其空心的體積．(鑄鐵＝7.0×10＝10 N/kg)第5題(2018原創(chuàng))如圖所示的裝置圖用來測金屬塊的重力和密度．圖中＝1∶3用細繩把金屬塊懸掛于A點用彈簧秤在B點施加一個豎直向上的力當OB杠桿水平靜止時彈簧秤讀數(shù)為1.8 N．當向容器中加水金屬塊浸沒于水中后彈簧秤讀數(shù)為1.2 N取10 N/kg.(忽略桿的重力)求：(1)金屬塊的重力；(2)金屬塊浸沒于水中后所受到的浮力；(3)金屬塊的密度．第6題圖(2018原創(chuàng))北海、防城港、欽州是廣西與東盟經(jīng)濟交流的重要港口城市滑輪組在港口機械設(shè)備中有廣泛的應用機械設(shè)備在設(shè)計制造過程中需要進行靜態(tài)模擬實驗某科研室用實心圓柱體A進行靜態(tài)模擬實驗如圖所示已知A的體積為－3質(zhì)量為2.1 kg.整個打撈過程A被勻速提升完全浸沒在水中時滑輪組的機械效率為 60%.忽略繩重及1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg)求：(1)A受到的重力；(2)A完全浸沒在水中時受到的浮力；(3)A完全離開水面后繩子自由端的拉力F；(4)A完全離開水面后滑輪組的機械效率．(保留1位小數(shù))第7題圖如圖甲是利用滑輪組打撈水中圓柱體的示意圖已知的質(zhì)量為90 kg底面積為0.06 m在拉力的作用下始終以 的速度上升拉力的功率隨時間變化的圖像如圖乙所示(忽略繩重及摩擦不考慮水流阻力影響取10 N/kg水＝)．求：(1)拉力拉繩的速度及動滑輪重力；(2)圓柱體的高度和浸沒時受到的浮力；(3)A浸沒在水中時上升過程中拉力的功率第8題圖類型3 簡單機械與壓強、浮力的綜合計算(南寧2考、防城港2015.28)(2018原創(chuàng))在深井底部有一底面積為高2 m密度為1×10的圓柱體現(xiàn)用如圖所示的裝置將其打撈上來．若牽引車以的速度勻速向右行駛通過滑輪組將物體由井底開始往上拉后物體的頂部剛好與水面相平牽引車的牽引力是6×10(g取)，求：(1)物體浸沒在水中時受到的浮力；(2)當物體的頂部與水面相平時物體下表面受到水的壓強；(3)物體未露出水面前整個裝置的機械效率．第9題圖(2018原創(chuàng))如圖是某科技小組設(shè)計的自動儲水裝置是可繞O點OA∶OB＝1∶3端通過細桿與壓力傳感開關(guān)S相連端通過細桿與圓柱體浮筒相連杠桿始終保持水平．浮筒重為浮筒的體積為3 dm浮筒的上表面距池底為2 m．當水位下降到浮筒的下表面時S閉合電動水泵開始注水；當水位上升到浮筒的上表面時S斷開電動水泵停止注水一次注水正好把的水從地面送到儲水池中. 已知進水口離地面高為取求： (1)停止注水時池底受到水的壓強(2)停止注水時浮筒受到水的浮力；(3)若電動水泵完成一次注水用時50分鐘電動水泵對水做功的功率；(4)當電動水泵停止注水時壓力傳感開關(guān)S受到的壓力并指出其方向. 第10題圖(2018原創(chuàng))如圖所示是兒童重工模擬游樂場中一種游戲裝置．輕質(zhì)杠桿可繞O點轉(zhuǎn)動＝；在A端掛有邊長為10 cm20 N 的正方體端懸掛一滑輪組定滑輪、動滑輪各重2 N當一個兒童用滑輪組勻速提升重物D時物體C浸入水中且露出水面的高度為 杠桿恰好水平靜止繩的重量、滑輪組的摩擦均不計取求：(1)物體的下表面受到的壓強；(2)兒童對繩子末端的拉力；(3)重物的重力；(4)滑輪組的機械效率(保留1位小數(shù))．第11題圖1. 解：物體開始運動前圓柱體對地面的壓力：壓＝G圓柱＝m圓柱＝15 kg×10 N/kg＝150 N圓柱體對地面的壓強：＝＝＝500 Pa(2)由G圓柱＝G物體則圓柱體恰好離開地面時物體運動的距離：＝＝＝1.2 m由＝可得物體在板面上運動的時間：＝＝＝6 s(3)物體在板面上運動過程中拉力F做的功：＝Fs＝10 N×1.2 m＝12 J拉力的功率：＝＝＝2 W2. 解：(1)物體對水平地面的壓力＝＝mg＝80 kg×＝物體對水平地面的壓強：＝＝＝800 Pa(2)由題圖可知＝4繩子自由端移動的距離＝nh＝4×＝拉力做的功＝Fs＝250 N×12 m＝3 000 J拉力的功率＝＝＝300 W(3)物體做的有用功有＝＝800 N×3 m＝2 400 J滑輪組的機械效率＝＝＝80%3. 解：(1)物體在水平地面上做勻速運動則此時處繩子的拉力f＝4.5 N處的拉力大小為：＝＝(2)物體的底面積為＝(0.1 m)＝0.01 m正方體物體對地面的壓強為＝＝＝＝(3)由題圖知＝2繩子自由端移動的距離繩＝v＝＝2 m＝繩＝＝1 m＝F＝4.5 N×1 m＝4.5 J4. 解：(1)集裝箱所受的重力＝mg＝ρVg＝1.5×10＝3.6×10(2)由題圖知＝2繩子自由端所受的拉力＝＝＝1.85×10繩子自由端移動的速度繩＝物＝2×s＝0.4 m/s拉力的功率P＝Fv繩＝1.85×10＝7.4×10(3)當繩子自由端所受的拉力＝1.45×10滑輪組對重物的拉力拉＝nF′－G動＝2×1.45×10－1.0×10＝F壓＝G－F拉＝3.6×－＝8×10＝＝＝2×105. 解：(1)當杠桿在B端施加豎直向下的力時根據(jù)杠桿平衡條件得：＝F所以5 N×40 cm＝所以＝20 N(2)當杠桿恰好在水平位置平衡時鐵球處于靜止狀態(tài)鐵球受到重力、浮力和拉力的作用豎直向上的拉力和浮力的合力與豎直向下的重力是平衡力．鐵球受到的浮力為：?。溅阉牛?.0×10×400×10－6＝1 N(3)鐵球?qū)Ω軛U的拉力＝20 N所以杠桿對鐵球的拉力也是20 N所以鐵球的重力為：＝F?。?0 N＋1 N＝21 N所以鐵球的質(zhì)量為：＝＝＝2.1 kg若鐵球為實心則鐵球的密度：＝＝＝鑄鐵所以鐵球是空心的．又因為鐵＝＝＝3×10－4＝300 cm所以其空心部分體積為：空＝V－V鐵＝400 cm－300 cm＝100 cm6. 解：(1)杠桿在彈簧秤的拉力及重物對的拉力作用下處于平衡狀態(tài)則由杠桿平衡可得：＝F則＝＝3×1.8 N＝5.4 N；因金屬塊受重力和拉力而處于平衡狀態(tài)而金屬塊所受杠桿對它的拉力和它對杠桿的拉力為相互作用力故此金屬塊的重力＝F＝(2)浸沒水中后由杠桿平衡可知：＝F＝＝3×1.2 N＝3.6 N金屬塊此時受重力、浮力浮及拉力而處于平衡狀態(tài)且＝F＝故有：＝浮＋則浮力?。剑璅＝5.4 N－3.6 N＝1.8 N(3)由?。溅阉诺茫号牛剑剑?.8×10－4由于金屬塊在水中完全浸沒所以金屬塊體積V＝V排即：＝－4金屬塊質(zhì)量＝＝＝0.54 kg則金屬塊＝＝3×107. 解：(1)受到的重力＝mg＝2.1 kg×10 N/kg＝21 N(2)A完全浸沒在水下時排＝V物所以浮＝ρ水排＝1.0×10－3＝12 N(3)A浸沒在水中時受到的拉力＝G－F?。?1 N－12 N＝9 N設(shè)浸沒在水中時繩子自由端的拉力為F＝3.由＝＝＝＝得＝＝＝5 N由＝(F＋G動)得動滑輪的重力動＝nF－F＝3×－9 N＝6 N離開水面后繩子自由端的拉力 F＝(G＋G動)＝(21 N＋6 N)＝9 N(4)A離開水面后滑輪組的機械效率＝＝＝＝＝8．解：(1)由題圖可知＝2則繩的速度v繩＝nv物＝2×0.1 m/s＝0.2 m/s.圓柱體完全離開水面后拉力為F′拉力的功率為P′根據(jù)P＝Fv得F′＝＝＝500 N根據(jù)＝(G＋G動)得G動＝nF′－G＝2×500 N－90 kg×10 N/kg＝100 N(2)由題圖乙知在50 s時開始離開水面至60 s時剛好完全脫離水面則圓柱體的高度h＝v物＝0.1 m/s×(60 s－50 s)＝1 m則圓柱體的體積V＝Sh＝0.06 m＝0.06 m浸沒時＝V排則受到的浮力F浮＝ρ水排＝ρgV＝1×10＝600 N(3)A浸沒在水中時繩子對A的拉力F＝G－F?。?00 N－600 N＝300 N拉力＝(G動＋F拉)＝(100 N＋300 N)＝200 N拉力的功率P＝Fv繩＝200 N×0.2 m/s＝40 W9. 解：(1)因為V排＝V物＝Sh＝0.5 m＝1 m?。溅阉牛?.0×10＝1×10(2)物體的頂部與水面相平時物體下表面距水面的高度＝物體下表面受到水的壓強＝ρ水＝1.0×10＝2×10(3)物體露出水面前物體所受的重力物V物＝1×10＝1×10物體受到滑輪組的拉力拉＝G物－F浮＝1×10－1×10＝9×10牽引車通過的路程：＝vt＝1 m/s×20 s＝20 m物體被提升的高度(滑輪組有兩段繩子承擔物重)：＝＝＝10 m有＝F拉＝9×10 m＝9×10總＝F牽＝6×10＝1.2×10＝×100%＝×100%＝75%10. 解：(1)停止注水時池底受到水的壓強：＝ρ水＝1.0×＝2×10(2)停止注水時浮筒剛好浸沒浮筒的體積3 dm＝3×－3由阿基米德原理得：?。溅阉牛?.0×10－3＝30 N(3)由＝mg和m＝ρV得一次注水的重力：水＝ρ水水＝＝1.5×10電動水泵對水做的功：＝G水＝1.5×1020 m＝3×10電動水泵對水做功的功率：＝＝＝1 000 W(4)電動水泵停止注水時對浮筒進行受力分析可知浮筒受到向下的重力、向上的浮力和杠桿的拉力作用杠桿的拉力和浮筒對杠桿的拉力是一對相互作用力大小相等根據(jù)力的平衡條件有：＋F?。紾則浸沒時浮筒對杠桿的拉力：＝G－F?。?0 N－30 N＝由杠桿平衡條件得＝F壓力傳感開關(guān)S受到的壓力為：＝因為＝1∶3所以F＝F＝＝120 N其方向豎直向上．11. 解：(1)物體浸入水中的深度：h＝10 cm－2 cm＝8 cm＝物體的下表面受到的壓強：＝ρ水＝1.0×10＝ 800 Pa(2)物體排開水的體積：V排＝Sh＝(0.1 m)＝8.0×10－4物體受到的浮力為：?。溅阉牛?.0×10－4＝8 N正方體C對杠桿的拉力＝G－F?。?0 N－8 N＝12 N由L1＝FL2，得 F＝F則：F＝F＝12 N ×＝20 N又因為 ＝ 3F ＋ G定得：＝(FB－G定)＝(20 N－2 N)＝6 N(3)動滑輪上有2段繩子承重則＝ (GD＋G動)得＝2F－ G動＝2×6 N－2 N＝10 N(4)η＝＝＝＝＝
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