初中物理机械与人-计算题基础练习(含答案解析)

第=page11页，共=sectionpages11页第=page22页，共=sectionpages22页第十章机械与人计算题基础练习一、计算题（本大题共26小题，共208.0分）如图所示，物体A的质量m=12kg，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长.求：

(1)物体A与水平面间摩擦力f的大小；

(2)拉力F的大小；

(3)物体A运动10s的过程中，拉力F所做的功．

如图所示，一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A端用绳子系在竖直墙壁的B点，在杠杆的C点悬挂一重为20N的物体，杠杆处于水平静止状态.已知OA长为50cm，OC长为30cm，∠OAB=30∘．

(1)请在图中画出绳子对杠杆拉力F的力臂．

(2)拉力F的大小是多少？

重为50牛的物体A与滑轮相连接且置于水平地面上，在水平拉力F作用下物体A做匀速直线运动，如图所示.若物体A运动的距离sA为2米，受到地面的摩擦力f为10牛.求：

①拉力F．

②拉力F所做的功W．

如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口。已知物体在10s内被提升了2m，物体所受重力G=720N，人对绳子水平向右的拉力F=300N.求：

(1)人做的有用功；

(2)人匀速拉动绳子的功率；

(3)人拉起货物时的机械效率。

用一个杠杆来提升重物.已知动力臂是阻力臂的3倍，物体重600N，手向下压杠杆的动力是210N，物体被提升20cm.求：

(l)手压杠杆下降的高度；

(2)人做了多少总功；

(3)人做了多少额外功；

(4)杠杆的机械效率是多大．

如图所示是一种塔式起重机，它将600kg的建筑材料匀速吊起时，对绳子的拉力为2500N，在建筑材料上升5m高度过程中，绳端移动的距离为15m，g取10N/kg，求：

(1)建筑材料所受的重力；

(2)起重机对绳拉力做的功；

(3)塔式起重机的机械效率．

用如图所示滑轮组将重6×103N的物体匀速提高2m，滑轮组的机械效率为60%，所用的时间为20s.求：

(1)有用功；

(2)拉力所做的功；

(3)拉力的功率．

“海宝”是2010年世博会的吉祥物，其形状如图所示.为迎接世博会，某公园大门口的水平地面上安放一个大型“海宝”雕塑，其重力为3.6×104N，与水平地面间的接触面积为1.2m2.g取10N/kg.求：

(1)该雕塑的质量是多少？

(2)雕塑对地面的压强是多少？

(3)在搬运过程中，起重机在10s内将该雕塑匀速抬高了2m，则起重机对雕塑所做功的功率是多少？

如图甲所示是一台正在建筑工地作业的起重机，吊臂上的滑轮组(可简化成如图乙所示)将质量为1.2×103kg的重物竖直匀速提高3m，拉力F由一台柴油机提供，提高重物所用的时间为4s.(g取10N/kg)

(1)起重机对重物做的有用功是多少？

(2)起重机的总效率20%，总功是多少？

(3)这台起重机的总功率多少瓦？

如图所示，搬运工用200N的拉力(方向不变)将木箱匀速提升4m，用了20s，木箱重360N，动滑轮重20N.求：

(1)此过程中有用功和额外功为多大？

(2)拉力功率为多大？

(3)此时动滑轮的机械效率为多大？

小明有一辆捷安特自行车，质量为12kg.星期天，小明到西太湖骑自行车健身，他在2h内匀速骑行了36km，小明的质量为58kg，骑车时受到的阻力是车和人总重的0.03倍。(g=10N/kg)

(1)这段时间内，他克服阻力做功的功率为多少？

(2)若人体消耗的能量中有30%用于驱动自行车前进，则整个过程人消耗的能量为多少？

如图所示，不计滑轮重与摩擦，重为50牛的物体A在竖直向上的拉力F作用下匀速上升2米．

①求拉力F．

②求此过程中拉力所做的功W．

如图所示，重庆轨道2号线在李子坝站“穿”居民楼而过，山城的复杂地形造就了全国绝无仅有的震撼景象。若列车电动机功率为370kW，长度为120m，行驶速度为25m/s，该居民楼长度为130m，则在列车穿过居民楼的过程中，求

(1)列车所花的时间为多少秒？

(2)列车电动机做的功为多少焦耳？

如图所示，用水平向右的拉力F拉动物体，使其沿直线匀速运动了5m，时间为10s，F做功的功率是100W，求这段时间内：

(1)拉力F做的功；

(2)物体受到的摩擦力。

小车在50牛的水平拉力作用下，10秒内在水平面上沿拉力方向匀速前进20米，求：

①拉力所做的功和功率；

②若物体重100牛，求重力所做的功．

如图所示，用滑轮组匀速提起1200N的重物，拉力做功的功率为1000W，绳子自由端上升的速度为2m/s。

(1)作用在绳子自由端的拉力为多大？

(2)滑轮组的机械效率为多大？

木块在大小为5牛的水平拉力作用下，10秒内在水平面上沿拉力方向前进2米，求这段时间内：

①拉力做的功W；

②拉力的功率P．

2014成都“西博会”展示的某型号的房车测试时，在一段平直公路上匀速行驶了36km，用时半小时，车的总质量为3×103

kg，受到的阻力为车重的0.1倍，其中g=10N/kg.求：

(1)该房车的行驶速度；

(2)该房车牵引力所做的功；

(3)已知这一过程消耗燃油1.5×10−2m3，则热机在这一过程中消耗的总能量(假设燃油完全燃烧，燃油密度为0.8×103kg/m3，燃油热值q为4.5×107如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口。已知物体在10s内被提升了2m，物体所受重力G=720N，人对绳子水平向右的拉力F=300N.求：

(1)物体上升的速度；

(2)人匀速拉动绳子的功率；

(3)人拉起货物时的机械效率。

2015年5月20日，在国际田联钻石联赛上海站男子110m栏比赛中，刘翔以12.97s获得冠军，并创造了该项目今年世界最好成绩！

(1)在这次比赛中，刘翔跑完110m的平均速度是______m/s；(保留两位小数)

(2)若体重为87kg的刘翔在跨栏是重心上升了0.32m，则他每跨过一个栏需要克服重力做功______J.(g取10N/kg)

某杠杆的动力F1为30牛，阻力F2为300牛，若动力臂l1为2米，求杠杆平衡时阻力臂l2的大小．

杠杆平衡时，动力臂l1为0.3米，阻力臂l2为1.5米，阻力F2为5N，求动力F1的大小．

叉车将质量为200kg的货物在10s时间内匀速提高2m，(g取10N/kg)．

求：(1)货物的重力；(2)叉车对货物做功的功率．

重为100牛的木块，在大小为20牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平地面匀速前进了3米.求：此过程中拉力所做的功W和功率P．

杠杆平衡时，阻力F2为1200牛，动力臂l1为1.2米，阻力臂l2为0.1米，求动力F1．

如图所示，用20N的拉力F匀速提起物体A，不计摩擦，A的重力为______N，若物体A在10s内上升4m，此过程中拉力F的功率为______W.

答案和解析【答案】1.解：(1)因物体A做匀速直线运动，则：f=F示=12N．

(2)如图所示，作用在动滑轮轴上的拉力：F=2f=2×12N=24N．

(3)如图所示，物体移动的距离是力F移动距离的二倍，则W=FS=24N×0.1m/s×10s×12=12J．

答：(1)摩擦力f为12N；

(2)拉力F为24N；

(3)拉力2.解：(1)过支点O作垂直绳子对杠杆的拉力F作用线的垂线段(即力臂L)．

如图所示：

(2)如上图所示，在Rt△OAD中，∠ODA=90∘，∠DAO=30∘，

∴OD=12OA=12×50cm=25cm

根据杠杆平衡条件得：F×OD=G×OC

即F×25cm=20N×30cm

3.解：①物体A做匀速直线运动，受到的摩擦力f=10N，使用动滑轮能省一半的力，所以F=12f=12×10N=5N；

②拉力F移动的距离：s=2sA=2×2米=4米，

因此拉力F做的功：W=fs=5N×4m=20J．

答：①拉力F为5N．

②4.解：

(1)人做的有用功：

W有用=Gh=720N×2m=1440J；

(2)由图知，n=3，则拉力端移动的距离s=3h=3×2m=6m，

拉力做的总功：

W总=Fs=300N×6m=1800J，

人匀速拉动绳子的功率：

P=W总t=1800J10s=180W；

(3)滑轮组的机械效率：

η=W有用W总=1440J1800J×100%=80%。5.解：物体上升高度h=20cm=0.2m

(1)动力移动距离：S=3h=3×0.2m=0.6m

(2)人做的总功：W总=Fs=210N×0.6m=126J

(3)W有用=Gh=600N×0.2m=120J，

W额=W总−W有用=126J−120J=6J

(4)η=W有用W总=120J126J=95.2%．

答：(l)6.解：

(1)建筑材料所受的重力：

G=mg=600kg×10N/kg=6000N；

(2)起重机对绳拉力做的功：

W总=Fs=2500N×15m=3.75×104J；

(3)塔式起重机做的有用功：

W有用=Gh=6000N×5m=3×104J；

机械效率：

η=W有用W总=3×104J7.解：(1)有用功：W有=Gh=6×103N×2m=1.2×104J；

(2)由η=W有W总×100%可得，拉力所做的功：

W总=W有η=1.2×104J60%8.解：(1)由G=mg，得m=Gg=3.6×104N10N/kg=3.6×103kg，

答：该雕塑的质量是3.6×103kg．

(2)F=G=3.6×104N9.解：(1)将质量为1.2×103kg的重物竖直匀速提高3m，对重物做的功为有用功，则

W有用=Gh=mgh=1.2×103kg×10N/kg×3m=3.6×104J；

答：起重机对重物做的有用功是3.6×104J；

(2)W10.解：

(1)此过程中的有用功：

W有用功=G木箱h=360N×4m=1440J；

由图知，使用的是动滑轮，n=2，

拉力端移动的距离：s=2h=2×4m=8m，

拉力做的总功：W总=Fs=200N×8m=1600J；

因W总=W有用+W额，

则额外功为：

W额=W总−W有用=1600J−1440J=160J；

(2)拉力做功的功率：

P=W总t=1600J20s=80W11.解：

(1)电动车和人总重：G=mg=(58kg+12kg)×10N/kg=700N，

电动车受到的阻力：f=0.03G=0.03×700N=21N，

克服阻力做功：

W=fs=21N×36000m=7.56×105J，

他克服阻力做功的功率：

P=Wt=7.56×105J2×3600s=105W；

(2)若人体消耗的能量中有30%用于驱动自行车前进，

则整个过程人消耗的能量：

E=W30%12.解：①不计滑轮重与摩擦时，动滑轮可省一半的力，拉力大小为：

F=12G=12×50N=25N；

②使用动滑轮时，n=2，绳子自由端移动的距离：s=2h=2×2m=4m，

拉力所做的功：W=Fs=25N×4m=100J．

答：此过程中拉力F13.解：(1)列车穿过居民楼时通过的路程：

s=L车+L居民楼=120m+130m=250m，

由v=st可得，列车穿过居民楼的时间：

t=sv=250m25m/s=10s；

(2)由P=Wt可得，列车电动机做的功：14.解：(1)由P=Wt可得，

拉力F做的功：W=Pt=100W×10s=1000J；

(2)因为物体做匀速直线运动，

所以受到的摩擦力：f=F=Ws=1000J5m=200N。

答：(1)拉力F做的功为1000J15.解：①拉力所做的功：

W=Fs=50N×20m=1000J，

功率：

P=Wt=1000J10s=100W；

②小车在水平方向上运动，在重力方向上没有移动距离，重力做功为0.即WG=0．

答：①拉力所做的功为1000J，功率为100W；16.解：(1)拉力的功率：P=Wt=Fst=Fv，

拉力：F=Pv=1000W2m/s=500N；

(2)由图知，n=3，

滑轮组的机械效率：

η=W有17.解：①W=Fs=5N×2m=10J，

②P=Wt=10J10s=1W．

答：①拉力做的功是10J；

18.解：

(1)v=st=36km0.5h=72km/h；

(2)车重G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N，

车受到的阻力：

f=0.1×G=0.1×3×104N=3×103N，

因为车匀速行驶，

所以牵引力F=f=3×103N，

牵引力做功：

W有用=Fs=3×103N×36000m=1.08×108J，

(3)由ρ=mV得消耗燃油的质量：

m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×1019.解：(1)物体上升的速度为：v1=ht=2m10s=0.2m/s；

(2)绳子的自由端的速度为：

v2=3v1=3×0.2m/s=0.6m/s；

人拉动绳子的功率为：

P=Fv2=300N×0.6m/s=180W；

(3)人拉起货物时的机械效率为：

η=W20.8.48；278