八年级物理下册 专项综合全练（四）力学综合试题 （新版）新人教版

1、专项综合全练（四） 力学综合1.如图1所示,张伟同学通过斜面用平行于斜面F=200 N的推力,将质量为30 kg的物体在5 s时间内匀速推到1 m高的平台上,斜面长s=2 m。(g取10 N/kg)则()图1A.推力的功率为40 WB.斜面的机械效率为75%C.推力做的总功300 JD.斜面对物体的摩擦力100 N答案B总功:W总=Fs=200 N2 m=400 J;推力的功率:P=80 W,故A、C错误;有用功:W有用=Gh=mgh=30 kg10 N/kg1 m=300 J,斜面的机械效率:=75%,故B正确;额外功W额=W总-W有用=400 J-300 J=100 J,摩擦力f=50 N

2、,故D错误。2.如图2所示,斜面长6 m,高3 m,用沿斜面向上、大小为100 N的拉力F使物体在5 s内沿斜面移动了2 m,下列说法正确的是()图2A.滑轮组的机械效率是40%B.物体重300 NC.拉力F做的功是600 JD.拉力F的功率是40 W答案C物体沿斜面移动2 m,由滑轮组的特点知,绳子自由端沿斜面移动6 m,拉力F做的功W总=Fs=100 N6 m=600 J,C正确;拉力F的功率P=120 W,D错误;由题中所给条件不能求出物体的重力大小,因此无法计算有用功的大小,也就不能计算滑轮组的机械效率,故A、B均错误。3.为了将放置在水平地面上重为100 N的物体提升一定高度,设置了

3、图3所示的滑轮组装置。当用图4甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图4乙和丙所示。(不计绳重和轴与轮之间的摩擦)下列计算结果正确的是()图3图4A.01 s内,地面对物体的支持力是10 NB.12 s内,拉力F做的功是187.5 JC.23 s内,拉力F的功率是100 WD.23 s内,滑轮组的机械效率是62.5%答案B由图象信息得,23 s内,匀速提升物体时拉力F3为40 N,则动滑轮重力G动=3F3-G=340 N-100 N=20 N;01 s内,滑轮组对物体向上的拉力F拉=3F1-G动=330 N-20 N=70 N,则此时地面

4、对物体的支持力为100 N-70 N=30 N,故A错误;12 s内,拉力做的功W=F2s=50 N31.25 m=187.5 J,故B正确;23 s内,拉力的功率P=F3v=40 N32.5 m/s=300 W,滑轮组的机械效率=83.3%,故C、D错误。4.跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图5所示描绘了小明同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图象。由图象可知,他的重心移动的最大高度为cm。若该同学身体质量为50 kg,则他跳一次克服重力做的功为J,1 min内克服重力做功的功率为W。(g取10 N/kg)图5答案63075解析由图象可知,小明重心移动的最大高度h=6 cm=0.06

5、 m;其重力G=mg=50 kg10 N/kg=500 N,跳一次克服重力做功:W=Gh=500 N0.06 m=30 J;由图象分析可知,跳一次的时间为0.4 s,则小明同学1 min内跳了150次,1 min内做的总功:W总=W150=30 J150=4 500 J,1 min内克服重力做功的功率:P=75 W。5.如图6所示的滑轮组(不计绳重及摩擦),工人师傅用40 N的拉力将质量为5 kg、底面积为1 600 cm2的空吊篮A匀速提升到二楼平台,此滑轮组的机械效率为%;若静止在二楼平台的吊篮里装了1 020 N的砖块,绳子B和C能承受的最大拉力分别为1 000 N和600 N,当质量为

6、50 kg的工人师傅拉绳子C时,吊篮对二楼平台的最小压强为Pa。图6答案62.5625解析题图动滑轮上有2股绳子,=62.5%人对C绳的拉力最大为FC=G人=500 N,而G动=2F-G篮=240 N-50 N=30 N,则G总=G砖+G篮+G动=1 020 N+50 N+30 N=1 100 N那么吊篮对平台的压力F压=G总-2FC=1 100 N-2500 N=100 N压强p=625 Pa6.在长沙市地铁二号线建设工地上,有一“塔吊”正在准备起吊一底面积为0.8 m2、质量为2 400 kg的圆柱形重物;如图7所示,A为塔吊的配重,OB为塔吊的起重臂,C为能在起重臂上移动的载重小车,载重

7、小车下挂有滑轮组,OB=25 m。当载重小车在B点时,能安全起吊重物的最大质量是1 200 kg。现在载重小车在距离O点为10 m 的载重臂上,准备起吊该圆柱形重物(不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦。g=10 N/kg)。问:图7(1)起吊前,该重物对地面的压强为多大?(2)起吊后,当重物匀速上升时,载重小车下每段钢丝绳的拉力为多大?(3)如果将重物匀速提升20 m,则拉力做功多少?(4)“塔吊”将重物从起吊点提升20 m后,载重小车最多能向B点方向再平移多少米,才能保证安全工作?答案(1)3.0104 Pa(2)6103 N(3)4.8105 J(4)2.5 m解析(1)重物对地面的压强:p

8、=3.0104 Pa(2)每段钢丝绳的拉力:F=6103 N(3)拉力做功:W=Fs=6103 N420 m=4.8105 J或W=Gh=24 000 N20 m=4.8105 J(4)12 000 N25 m=Lx24 000 NLx=12.5 mL=12.5 m-10 m=2.5 m7.如图8甲所示,工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢。货物移动的距离s与时间t的关系如图乙所示。在此期间,工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594 N。此斜面的长为5 m,高为1 m,这箱货物重为1 500 N。甲乙 图8(1)05 s内,这箱货物处于状态,工人所做的功为J。(2)530 s内,这箱货物运动

9、的速度是多少?拉力做功的功率是多大?(3)该斜面的机械效率是多少?答案(1)静止0(2)0.2 m/s118.8 W(3)50.5%解析(1)由图乙可知,05 s内,货物移动的距离为0,处于静止状态。根据W=Fs可知,工人对货物做功为0。(2)530 s内,这箱货物运动的速度v=0.2 m/s拉力做的功W=Fs=594 N5 m=2 970 J拉力做功的功率P=118.8 W(3)对这箱货物做的有用功W有用=Gh=1 500 N1 m=1 500 J拉力做的功是总功,W总=W=2 970 J斜面的机械效率=50.5%8.某课外科技小组的同学对自动冲水装置进行了研究(如图9所示)。该装置主要由水

10、箱、浮球B、盖板C和一个可以绕O点自由转动的硬杆OB构成,AC为连接硬杆与盖板的细绳。随着水位的上升,盖板C所受的压力和浮球B所受的浮力均逐渐增加,当浮球B刚好浸没到水中时,硬杆OB处于水平状态,盖板C恰好被打开,水箱中的水通过排水管排出。实地测量浮球B的体积为110-3 m3,盖板的横截面积为610-3 m2,O点到浮球球心的距离为O点到A点距离的3倍。不计硬杆、盖板以及浮球所受的重力以及盖板的厚度,求:(g=10 N/kg)图9(1)水箱内所能注入水的最大深度;(2)在你以上的计算中忽略了硬杆、盖板以及浮球的重力,如果考虑它们的重力,你认为设计时应采取哪些措施可保证自动冲水装置正常工作?(

11、写出一种措施即可)答案(1)0.5 m(2)适当增大浮球的体积(其他说法正确也可)解析(1)水箱的水达到最深时,浮球B刚好浸没,由阿基米德原理可知F浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg110-3 m3=10 N由杠杆平衡条件可知FOA=F浮OBF=F浮=10 N=30 N水对盖板的压强为p=5103 Pa由液体压强公式p=gh可知,水箱内水的最大深度为h=0.5 m(2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时,绳子对盖板的拉力偏小,要使盖板被打开,应增大绳子的拉力,可以适当增大浮球体积来增大浮力的大小(或使杠杆的OB段比OA段更长一些等)。9.如图10甲所示是使用汽车打捞水库中重物的示

12、意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个质量均匀分布的正方体重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.1 m/s向右运动。图乙是此过程中汽车拉力F跟时间t变化的图象。设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,g取10 N/kg。求:图10(1)水库水的深度;(2)重物的密度;(3)整个打捞过程中汽车的最小功率。答案(1)4 m(2)4.5103 kg/m3(3)3.5103 W解析(1)由图象可知,水库水深h=vt1=0.1 m/s40 s=4 m(2)由图象可知,正方体重物的重力G=4.5104 N正方体重物的边长l=vt2=0.1 m/s10 s=1 m由公式G=mg、V=l3得

13、:=4.5103 kg/m3(3)当重物出水前,拉力最小,此过程的功率最小F浮=水gV排=水gV=1.0104 NF=G-F浮=3.5104 NP=Fv=3.5103 W10.如图11所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12 m,物体重G=6103 N,汽车重G车=3104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2103 N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求:图11(1)将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功?(2)滑轮组的机械效率为多少?(保留一位小数)(3)若汽车运动的速度为3 m/s,则将物体由井底拉至井口需要多长时间?(4)汽车牵引

14、力为多少?牵引力的功率为多少?答案(1)7.92104 J(2)90.9%(3)12 s(4)5.2103 N1.56104 W解析(1)观察图可知,物重由3段绳子来承担,绳端移动的距离s=3h=312 m=36 m,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功W拉=Fs=2.2103 N36 m=7.92104 J;(2)滑轮组的机械效率=90.9%;(3)将物体由井底拉至井口需要的时间t物=t车=12 s;(4)汽车的牵引力F牵=F+f=F+0.1G车=2.2103 N+0.13104 N=5.2103 N,牵引力做功的功率P=F牵v车=5.2103 N3 m/s=1.56104 W。11.小雨受到的重

15、力为640 N,他站在水平地面上时对地面的压强为1.6104 Pa。(1)他用图12甲所示滑轮组匀速提升物体A,滑轮组的机械效率为90%(不计绳重和摩擦),此时他对水平地面的压强为6103 Pa。则物体A的重力GA=?(2)如图乙所示,若他用此滑轮组从水下缓慢提起边长为0.3 m的正方体B(不计水的阻力、绳重和摩擦),当物体B的下表面所受水的压强为2103 Pa时,小雨对水平地面的压强为匀速提升物体A时对水平地面压强的。则物体B的密度B=?图12答案(1)1 080 N(2)6103 kg/m3解析(1)S=410-2 m2F压=pS=6103 Pa410-2 m2=240 N=FNF拉=G人-FN=640 N-240 N=400 NGA=nF拉=390%400 N=1 0