2021年中考物理考点提升训练-简单机械计算

2021年中考物理考点提升训练一一简单机械计算

1.(2021大连模拟)如图所示、利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。已知物体在水

平面上受到

的滑动摩擦力为物体重力的0.1倍，2s内物体被匀速拉动1m。当物体的质量为

6kg时滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和绳与轮之间的摩擦。(gM10N/kg)

求：

(1)物体静止在水平面时的受力面积为0.5m?,物体对水平面的压强；

(2)动滑轮的重力：

(3)拉力F的功率。

2.(2021沈阳模拟)小雨受到的重力为640N,他站立在水平地面上时对地面的压强为1.6

XlO^a.(g=10N/kg)

(1)小雨的质量为多少千克？

(2)小雨一只鞋子的底面积约为多少平方米？

(3)当他用如图所示的不计绳重和摩擦的滑轮组，匀速提升某物体时，滑轮组的机械效率

为90%,此时他对水平地面的压强为6XU)3pa,求动滑轮的质量为多少？

3.(2021湘潭模拟)如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2X10%的重物匀速吊起2m时,

滑轮组的机械效率为80%,

(1)求提升重物做的有用功；

(2)求绳端的拉力；

(3)若动滑轮的重力为400N,求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。

4.(2021青岛模拟)如图所示的是农村曾用的舂米工具的结构示意图.杆AB可绕0点转动,

杆右端均匀柱形物体的长度与杆右侧的0B相等为0.5m,杆AB所受的重力不计，柱形物体

的质量为18kg,下端与米槽的接触面积为7.5X10%2,当作用在A的竖直向下的力为F时,

杆AB在水平位置处于平衡状态，柱形物体对槽的压力为零.求：(0A=20B,g<10N/kg,

认为阻力臂为OB)

(1)画出F的力臂1.

(2)当作用在A的力竖直向下且大小为F/2时，柱形物体对米槽的压强.

5.(2021普宁模拟)工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为LgXIO'kg的石

材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的

图像如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组的机械效率为

75%,滑轮组和绳子的自重不计。(g=10N/kg)求:

(1)石材受到的阻力；

(2)在石材移动10s过程中，工人做的有用功;

(3)在石材移动10s过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。

6.(2021衡阳模拟)如图所示，若两物体所受重力均为20牛且匀速上升1米，不计摩擦和

滑轮重力，试问:

(1)滑轮A相当于一个杠杆？

(2)力Fz的大小是多少？

(3)在此过程中，Fz所做的功是多少？

Fi

7.(2021烟台模拟)2019年夏天，受台风“利奇马”影响，东营地区遭遇暴风雨的袭击，

某工厂内放在圆柱形容器中的正方体实心金属块被雨水淹没，正方体实心金属块棱长为

0.2m,质量为64kg,如图甲所示，金属块静止在容器底部(金属块与容器底部并未紧密接

触)。金属块露出水面前，求：

(1)金属块的密度；

(2)金属块受到的浮力；

(3)金属块对容器底部的压强；

(4)金属块的下表面距水面的距离是1m,求金属块下表面受到的液体压强；

(5)金属块离开水面后，绳子自由端的拉力是400N,求滑轮组的机械效率是多少？(P本

=1.OX103kg/m3,g=10N/kg)

甲

8.（2021毕节模拟）如图是水位装置的示意图。该装置主要由滑轮C、D,物体A、B以及

轻质杠杆MN组成。物体A通过细绳与滑轮C相连，物体B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以

绕支点0在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO：MN=1：3.物体B受到的

重力为100N,A的底面积为0.04m2,高1m。当物体A恰好浸没在水中时，物体B对电子秤

的压力为西；若水位下降至物体A恰好完全露出水面时，物体B对电子秤的压力为Fz,已

知：F1：F2=6：1.滑轮重、滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计。求:

(1)物体A完全浸没时，A受到的浮力F浮。

(2)物体A的密度PA。

(3)当物体A有部分浸入水中时，如果把细绳由N端向左移动到N'处，电子秤的示数恰

好为零，NN'：MN=1：6,此时物体A浸在水中的体积V冬

9.(2021贵州模拟)如题图所示，质量为960kg、底面积为0.5m?的石材4放在水平地

面上，利用滑轮组水平拉动4,使其在20s的时间内匀速向墙靠近了4m,水平拉力4500

N,不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦，g取10N/kg.求：

(1)4对水平地面的压强；

(2)4在运动过程中受到摩擦力的大小；

(3)拉力尸的功率.

F

10.(2021佳木斯模拟)如图所示，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12m,物体重6=6X10^,汽车重G车=3X10%,汽车匀速拉绳子时的拉力

F^^XIOU汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：

(1)若汽车运动的速度为3m/s,将物体由井底拉至井口需要的时间；

(2)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的功；

(3)滑轮组的机械效率(保留一位小数)；

(4)汽车牵引力的功率。

11.（2021日照模拟）在某次河道治理的行动中，发现了一块重为2义10%的花岗岩沉在河

底，为了把它打捞上来，现用滑轮组将这块浸没在水中的花岗岩以0.5m/s的速度匀速提起，

动滑轮重为4X103N,如图所示。花岗岩没有露出水面时，绳端的拉力为8X103N.不计绳

重、摩擦及水的阻力。求：

（1）设花岗岩露出水面前后滑轮组的机械效率分别为m、112,比较5、TH的大小，则有

n1T]2（大于、等于、小于）。

（2）花岗岩浸没在水中匀速上升时，拉力的功率。

（3）花岗岩的密度。

12.（2021东营模拟）如图所示，某工人重600N,站在水平面上，用100N的拉力向下匀速

拉动绳子，提起一浸没在水中体积为1.2X10-2m3,重360N的物体。（物体始终浸没在水中，

且忽略水对物体的阻力，P*=lX103kg/m\g=10N/kg）求:

(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是3Xl()7m2,工人没有拉动绳子时对地面的压强;

(2)物体浸没在水中时受到的浮力;

(3)提起物体时滑轮组的机械效率。

13.(2021沈阳模拟)如图所示是某型号的小型家用起吊机(适用于农村和小型企业)，若

用此起吊机起吊200kg的物体匀速上升，正常工作30s,则

额定负载额定电压电机功率起升速度

200kg220V850W12m/min

(1)物体上升多高？(2)起吊机对物体做了多少功？

(3)此过程中起吊机的机械效率是多大？(结果保留一位小数)

14.(2021泰安模拟)工人用滑轮组提升水中物体A,如图所示，当物体A完全在水面下被

匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为220N.当物体A完全打捞出水面后被匀

速提升的过程中，滑轮组的机械效率为n,工人对绳子竖直向下的拉力为F.巴知：物体A

所受重力为1000N,体积为8.OXIO-W,水的密度为P*=1.OXlOWm3.滑轮与轴的摩擦、

水的阻力以及绳重不计，gM10N/kgo求：

(1)物体A完全在水面下时受到的浮力；

(2)工人对绳子竖直向下的拉力F；

(3)滑轮组的机械效率n(结果保留一位小数)。

15.（2021南京模拟）图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔棒，其示意

图如图乙。轻质杠杆的支点O距左端L|=0.5m,距右端L2=0.2m。在杠杆左端悬挂重力为

20N的物体A,右端挂边长为0.1m的正方体B,杠杆在水平位置平衡时，正方体B对地面

的压力为20N。（g取10N/kg）求：

（1）此时杠杆右端所受拉力大小为多少N?

（2）正方体B的密度为多少kg/n??

（3）若该处为松软的泥地，能承受的最大压强为4XlO^Pa,为使杠杆仍在水平位置平衡，

物体A的重力至少为多少N?

16.（2021潍坊二模）一辆汽车不慎陷入泥坑，司机用图所示的滑轮组将汽车拖出。（泥坑

可近似看成水平面），在此过程中汽车匀速移动了1m,共用时5s,已知汽车所受阻力为1200N,

司机师傅的拉力功率为300W,在考虑滑轮组摩擦阻力影响因素条件下，求：

(1)司机师傅的拉力为多大？

(2)滑轮组的机械效率是多少？

(3)如图，汽车匀速拉动时，汽车连同物体总重2t,每个车轮与地面的接触面积为100cm2,

求此时汽车对地面的压强？

2021年中考物理考点提升训练——简单机械计算参考答案

1.(2021大连模拟)如图所示、利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。已知物体在水

平面上受到

的滑动摩擦力为物体重力的0.1倍，2s内物体被匀速拉动1m。当物体的质量为

6kg时滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和绳与轮之间的摩擦。(gM10N/kg)

求：

(1)物体静止在水平面时的受力面积为0.5m?,物体对水平面的压强；

(2)动滑轮的重力：

(3)拉力F的功率。

【答案】解：

(1)物体静止在水平面时对水平面的压力：

F=G=mg=6kgX10N/kg=60N,

则物体对水平面的压强：

p=E=--6°N=120Pa。

S0.5m

(2)由图可知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮,

由题知，物体受到的摩擦力：

f=0.1G=O.1X6ON=6N,

W有用一fS

因为n=

W总F,nsnF

故自由端的拉力F=6N=2.5N,

3XT]3X80%

不计绳重和绳与轮之间的摩擦，由F=L(G动+f)得动滑轮的重力:

3

G动=3F-f=3X2.5N-6N=1.5N„

(3)绳子自由端移动的距离s«t=3s物=3Xlm=3in,

则拉力做的功W=Fs=2.5NX3m=7.5J,

故拉力的功率为:

p-V-7.5J=3.75W„

t2s

答：(1)物体对水平面的压强为120Pa；

(2)动滑轮的重力为1.5N：

(3)拉力F的功率为3.75W。

2.(2021沈阳模拟)小雨受到的重力为640N,他站立在水平地面上时对地面的压强为1.6

XlO^a.(g=10N/kg)

(1)小雨的质量为多少千克？

(2)小雨一只鞋子的底面积约为多少平方米？

(3)当他用如图所示的不计绳重和摩擦的滑轮组，匀速提升某物体时，滑轮组的机械效率

为90%,此时他对水平地面的压强为6Xl()3pa,求动滑轮的质量为多少？

【答案】解:

(1)根据G=mg知，小雨的质量为:

G640N

=64kg；

SlON/kg

(2)因为在水平面上,

所以压力等于重力，即F=G=640N,

由P=£得，小雨站立时地面的受力面积：

s

S=工=——_=o.04m2,

4

P1.6X10pa

小雨一只鞋子的底面积约为：

S'=As=AxO.04m2=0.02m2；

22

(3)匀速提升物体时，小雨对地面的压力:

F，=p'S=6X103PaX0.04m2=240N,

小雨对绳子的拉力：

z

Ftt=G-F=640N-240N=400N,

由图知，使用的滑轮组，n=3,

因为此时滑轮组的机械效率n=学_=生=®=且

用总FsF3h3F

所以物体的重力：

G物=3F拉n=3X400NX90%=1080N；

因为不计绳重和摩擦，

所以F拉=」"(G物+G动)，

3

所以G动=3Fii-G物=3X400N-1080N=120N,

动滑轮的质量为:

6动_120N

m动=12kg

T--lON/kgo

答：⑴小雨的质量为64kg；

(2)小雨一只鞋子的底面积约为0.02平方米;

(3)动滑轮的质量为12kg。

3.(2021湘潭模拟)如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2X104的重物匀速吊起2m时,

滑轮组的机械效率为80%,

(1)求提升重物做的有用功;

(2)求绳端的拉力;

(3)若动滑轮的重力为400N,求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。

【答案】解:

(1)提升重物做的有用功:

44

W制用=Gh=1.2X10NX2m=2.4X10J；

w有用

(2)n=i萼=80%可得拉力做的总功:

W总

W有用2.4Xl()4j

4

W总==3X10J；

80%80%

由图可知，承担物重绳子股数n=3,绳子自由端移动的距离：s=3h=3X2m=6m；

由W«=Fs可得拉力:

F=义且立=5000N；

s6m

(3)对动滑轮、克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功:

W«=W总-W彩用=3X10a-2.4X104J=6000J,

提升动滑轮做的额外功：

WS1=Gah=400NX2m=800J,

克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功：

W«2=W«-WSI=6000J-800J=5200J.

答：(1)提升重物做的有用功为2.4X10，J；

(2)绳端的拉力为5000N；

(3)克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5200J.

4.(2021青岛模拟)如图所示的是农村曾用的舂米工具的结构示意图.杆AB可绕0点转动，

杆右端均匀柱形物体的长度与杆右侧的0B相等为0.5m,杆AB所受的重力不计，柱形物体

的质量为18kg,下端与米槽的接触面积为7.5X10V,当作用在A的竖直向下的力为F时，

杆AB在水平位置处于平衡状态，柱形物体对槽的压力为零.求：(0A=20B,gM10N/kg,

认为阻力臂为OB)

(1)画出F的力臂1.

(2)当作用在A的力竖直向下且大小为F/2时，柱形物体对米槽的压强.

【答案】(1)如图(2)1.2X104Pa

【解析】

(1)从支点0向尸的作用线作垂线，垂线段的长度即为其力臂1,如下图所示:

(2)柱形物体的重力：

会蛇18kgX10N/kg=180N,

当作用在A的竖直向下的力为尸时，杆AB在水平位置处于平衡状态，且处2加，

由杠杆平衡条件^1产用心可得，力F的大小：b=Gx言=180Nx；=90N；

l()AL

当作用在A点处的力为《时，由杠杆平衡条件可得|Fl0A=F&lOB,

.Fl.90N2

则柱形物体所受B点的拉力：o=x-=90N,

,IOB'1

柱形物体对米槽的压力：尸压=小尸拉=180N-90N=90N,

柱形物体对米槽的压强：〃=维=-9°N.,^1.2xlO4Pa.

S7.5x10-3m2

答：(1)尸的力臂如上图所示；

(2)当作用在A的力竖直向下且大小为土时，柱形物体对米槽的压强为1.2X104Pa.

2

5.(2021普宁模拟)工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为L8Xl()3kg的石

材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的

图像如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组的机械效率为

75%,滑轮组和绳子的自重不计。(g=10N/kg)求：

(1)石材受到的阻力；

(2)在石材移动10s过程中，工人做的有用功；

(3)在石材移动10s过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。

【答案】解：

(1)石材的重力：G=mg=1.8X103kgX10N/kg=1.8X10^,

石材受到的阻力：f=0.1G=O.1X1.8X1O4N=18OON；

(2)由乙图可得，在t=10s内石材移动的距离s=1.Oni,

由于石材做匀速直线运动，受到的拉力和阻力是一对平衡力，大小相等，

则滑轮组对石材的拉力：Fti=f=1800N,

工人做的有用功：W”=Fiis'=1800NX1.0m=1800J；

(3)由n=^曳可得，工人做的总功：W«==180QJ=2400J,

W总刊75%

由图知，n=3,工人电力端移动的距离：SF=3S1=3X1.0m=3m,

由W^=Fs可得，工人的拉力：F=-=^^Jl=800No

Sp3m

答：⑴石材受到的阻力为1800N；

(2)在石材移动10s过程中，工人做的有用功为2400J；

(3)在石材移动10s过程中，工人作用在绳子自由端的拉力为800N。

6.(2021衡阳模拟)如图所示，若两物体所受重力均为20牛且匀速上升1米，不计摩擦和

滑轮重力，试问：

(1)滑轮A相当于一个杠杆？

(2)力Fz的大小是多少？

(3)在此过程中，Fz所做的功是多少？

(1)滑轮A是一个定滑轮，实质是一个等臂杠杆；

(2)滑轮B是一个动滑轮，不计摩擦和滑轮重力，F2=1G=AX20N=10N；

22

(3)右图中绳段移动的距离：s=2h=2Xlm=2m,

Fz所做的功：W=F2s=20NX2m=20Jo

答：(1)等臂杠杆；(2)力Fz的大小是10N；(3)Fz所做的功是20J。

7.(2021烟台模拟)2019年夏天，受台风“利奇马”影响，东营地区遭遇暴风雨的袭击,

某工厂内放在圆柱形容器中的正方体实心金属块被雨水淹没，正方体实心金属块棱长为

0.2m,质量为64kg,如图甲所示，金属块静止在容器底部(金属块与容器底部并未紧密接

触)。金属块露出水面前，求：

(1)金属块的密度；

(2)金属块受到的浮力；

(3)金属块对容器底部的压强；

(4)金属块的下表面距水面的距离是1m,求金属块下表面受到的液体压强；

(5)金属块离开水面后，绳子自由端的拉力是400N,求滑轮组的机械效率是多少？(P水

=1.0X103kg/m3,g=10N/kg)

—d昌三

怯HI阂

甲乙

【答案】解：(1)金属块的体积：

333

VA=L=(0.2m)=8X10m,

则金属块的密度：

P4=—=—64k=8X103kg/m3；

V金8X10fm3

(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，

所以，金属块排开水的体积V#=V/=8Xlowin',

则金属块受到的浮力：

F»=P*gV*=l.OX103kg/m3X10N/kgX8X10-3m3=80N；

(3)金属块的重力：

G=mg=64kgX10N/kg=640N,

因金属块对容器底的压力和容器底对金属块的支持力是一对相互作用力,

所以，金属块对容器底部的压力：

FE=Fi=G-F浮=640N-80N=560N,

正方体金属块的底面积(受力面积)：

S=L2=(0.2m)2=0.04m2,

金属块对容器底的压强：

p=^=560M=1.4X104Pa；

S0.04m2

(4)金属块下表面受到的液体压强：

p'=P*gh=l.OX103kg/m3X10N/kgXlm=1X104Pa;

(5)由图可知绳子的股数n=2,则滑轮组的机械效率：

有

T1=—W5,x100%=—GhX100%=-G^h-X100%=—GX100%=640NX100%=80%o

W心m、FsFnhnF2X400N

答：(1)金属块的密度为8X103kg/m3；

(2)金属块受到的浮力为80N；

(3)金属块对容器底部的压强为1.4Xl()4pa；

(4)金属块下表面受到的液体压强为IXIO'Pa；

(5)金属块离开水面后，滑轮组的机械效率是80%。

8.(2021毕节模拟)如图是水位装置的示意图。该装置主要由滑轮C、D,物体A、B以及

轻质杠杆MN组成。物体A通过细绳与滑轮C相连，物体B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以

绕支点0在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO：MN=1：3.物体B受到的

重力为100N,A的底面积为0.04m?,高1m。当物体A恰好浸没在水中时，物体B对电子秤

的压力为R；若水位下降至物体A恰好完全露出水面时，物体B对电子秤的压力为Fz,已

知：F.：F2=6：1.滑轮重、滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计。求:

(1)物体A完全浸没时，A受到的浮力F浮。

(2)物体A的密度PA。

(3)当物体A有部分浸入水中时，如果把细绳由N端向左移动到N'处，电子秤的示数恰

好为零，NN'：MN=1：6,此时物体A浸在水中的体积V冬

【答案】解：(1)物块A的体积：V*=0.04m2Xlm=0.04m3,

3

物块A浸没水中，排开水的体积：V#=VA=0.04m,

物块A所受的浮力:F»=P*V#g=lX103kg/m3X0.04m3X10N/kg=400N；

(2)当物体A恰好浸没在水中时，设此时N端受到的拉力为小,物体B对电子秤的压力

FI=GB-FNI»

则杠杆N端受到的拉力：FM=GB-FI,

因左端动滑轮上承重的绳子段数n=4,则杠杆M端受到的拉力:

Fvi='(GA-F浮)；

4

已知MO：MN=1：3,所以MO：0N=l：2,

因为杠杆平衡，所以FMILOM=FMLON,

则：—(GA-FS)Xl=(GB-FI)X2,

4

化简并代入数据可得：GA-400N=800N-8F”

所以Fi=\(1200N-GA)------------------①

o

当物体A恰好完全露出水面时，物体B对电子秤的压力F2=GB-FN2,

则杠杆N端受到的拉力：&=GB-F2,

杠杆M端受到的拉力：FM2=4-G*；

4

因为杠杆平衡，所以FM2LCM=FN2LON,

则：—GAX1=(GB-F)X2,

42

化简并代入数据可得：GA=800N-8F2,

所以F2=£(800N-GA)-------------------②

O

由题知F”F2=6：1,

则」(1200N-GA)：-(800N-GA)=6：1,

88

解得：GA=720N,

由G=mg=PVg可得物体的密度：

P尸刍-=-----孕”-------=1.8X103kg/m3；

3

VAg0.04mX10N/kg

(3)如果把细绳由N端向左移动到N，处，如图：

因为NN'：MN=1：6,MO：MN=1：3=2：6。

设MN=6L,贝i]M0=2L,NN'=1L,

结合图示可得ON'=MN-MO-NNZ=6L-2L-L=3L,

所以MO：ON'=2L：3L=2：3；

当物体A有部分浸入水中时，电子秤的示数恰好为零，杠杆V端受到的拉力：FN3=GB,

此时杠杆M端受到的拉力：

F»3=-7(GA-F/)；

4

因为杠杆平衡，所以Fn3LoM=FN3L«r

则：—(GA-F/)X2=GBX3,

4

即工(720N-F/)X2=100NX3,

4

解得：FJ=120N,

由F浮=。水丫林g得物体浸入水中的体积：

V»=V*=——=--------120^---------=0.012nl3。

P水glX103kg/m3X10N/kg

答：(1)物体A完全浸没时，A受到的浮力为400N；

(2)物体A的密度为1.8X103kg/m3；

(3)当物体A有部分浸入水中时，如果把细绳由N端向左移动到N'处，电子秤的示数恰

好为零，NN'：MN=1：6,此时物体A浸在水中的体积为0.012m:

9.(2021贵州模拟)如题图所示，质量为960kg、底面积为0.5n?的石材力放在水平地

面上，利用滑轮组水平拉动4,使其在20s的时间内匀速向墙靠近了4m,水平拉力广=500

N,不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦，g取10N/kg.求：

(1)4对水平地面的压强；

(2)4在运动过程中受到摩擦力的大小；

(3)拉力户的功率.

二........

【答案】（1）解：（4分）4的重力G=mg=960kgXION/kg=9600N

力对地面的压力F®=G=9600N

力对水平地面的压强p=§=猾"=19200Pa

DU.bm

（2分）（2）4在运动过程中受到的摩擦力4242X500N=1000N

（4分）（3）绳子移动的距离s=2s.=2X4m=8m

拉力尸做的功lf=Fs=500NX8m=4000J

拉力产的功率-=200W

tZUs

10.（2021佳木斯模拟）如图所示，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12m,物体重6=6X10%,汽车重G车=3X10^,汽车匀速拉绳子时的拉力

F=2.2X103N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：

（1）若汽车运动的速度为3m/s,将物体由井底拉至井口需要的时间；

（2）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的功；

（3）滑轮组的机械效率（保留一位小数）；

（4）汽车牵引力的功率。

【答案】解：

（1）由图知，承担物重的绳子段数n=3,

汽车运动的速度为v=3m/s,

则物体上升速度：v物=工v=」X3m/s=lm/s,

33

由丫=且得，将物体由井底拉至井口需要的时间：

t

+_h_121rL_in_

t物-------.....-izs；

v物lm/s

(2)将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离：s=3h=3X12m=36m,

汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：

ff*=Fs=2.2X10^X3601=7.92X104J；

(3)汽车对物体做的有用功：

W^=Gh=6X103NX12m=7.2X104J；

滑轮组的机械效率：

W有72X10%

n=—^-X100%=-^―士---X100%^90.9%；

W总7.92X1Q4；

(4)汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，

根据力的平衡条件可得牵引力：

F*=F+f=F+0.1G*=2.2XlOW1X3X10^=5.2X10巡，

牵引力做功功率：

P=F率v«=5.2X10^X3111/3=1.56X10^0

答：(1)将物体由井底拉至井口需要12s；

(2)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7.92义10号功；

(3)滑轮组的机械效率为90.9%；

(4)汽车牵引力的功率为1.56X105。

11.(2021日照模拟)在某次河道治理的行动中，发现了一块重为2><10飘的花岗岩沉在河

底，为了把它打捞上来，现用滑轮组将这块浸没在水中的花岗岩以0.5m/s的速度匀速提起,

动滑轮重为4X10%,如图所示。花岗岩没有露出水面时，绳端的拉力为8X103N.不计绳

重、摩擦及水的阻力。求：

(1)设花岗岩露出水面前后滑轮组的机械效率分别为m、112,比较j、in的大小，则有

n1n2(大于、等于、小于)。

(2)花岗岩浸没在水中匀速上升时，拉力的功率。

(3)花岗岩的密度。

【答案】解：

(1)花岗岩露出水面前，花岗岩受到水的浮力，滑轮组受到向下的拉力小；花岗岩露出水

面后，花岗岩不受水的浮力，滑轮组受到向下的拉力大，花岗岩露出水面前后相比，花岗

岩露出水面后相当于提升的物重增大，滑轮组的机械效率变大，则如小于可2；

(2)由图知，n=2,拉力端移动的速度：v=2v物=2X0.5m/s=lm/s,

花岗岩没有露出水面时，绳端的拉力FngXlO%,则拉力的功率：

P=lL=f£=Fv=8XlO^Xlm/s=8X10^；

tt

(3)不计绳重、摩擦及水的阻力，花岗岩没有露出水面时，拉力F=/(G+G转-FQ,

花岗岩受到的浮力：

3

F»=G+Gft-2F=2X10^+4*10%-2X8X10割=8X10N,

由F浮=P*V可得花岗岩的体积：

V=V-上工=_______8X103N_______=0,8m)

P水glX103kg/m3X10N/kg

花岗岩的质量:

G,2X1Q4N

m==2000kg,

g10N/kg

花岗岩的密度:

33

p=a=2000k|=2>5xi0kg/mo

V0.8m3

答：(1)小于；

(2)花岗岩浸没在水中匀速上升时，拉力的功率为8义10切

(3)花岗岩的密度为2.5Xl()3kg/m3。

12.(2021东营模拟)如图所示，某工人重600N,站在水平面上，用100N的拉力向下匀速

拉动绳子，提起一浸没在水中体积为1.2X10-/3,重360N的物体。(物体始终浸没在水中，

且忽略水对物体的阻力，P*=lX103kg/m3.g=10N/kg)求：

(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是3X10-2m2,工人没有拉动绳子时对地面的压强；

(2)物体浸没在水中时受到的浮力；

(3)提起物体时滑轮组的机械效率。

【答案】解:

(1)工人没有拉动绳子时对地面的压力:

Fa=G=600N,

对地面的压强:

p=—=—6Ql3^—-=2X104Pa；

S3X10-2m2

(2)物体浸没水中排开水的体积:

V#=V=1.2X10'2m3,

物体浸没在水中时受到的浮力：

F»=P*V»g=1.0Xl03kg/m3X1.2X10-2ni3XlON/kg=120N；

(3)由图可知，n=3,

提起物体时，滑轮组受到的拉力：

F&=Gft-F浮=360N-120N=240N,

提起物体时滑轮组的机械效率：

TI="^X100%=£^±X100%=£^±X100%=£^X100%=N^—X100%=80%。

W心aFsF3h3F3X100N

答：(1)工人没有拉动绳子时对地面的压强为2Xl(rPa；

(2)物体浸没在水中时受到的浮力为120N；

(3)提起物体时滑轮组的机械效率为80%。

13.(2021沈阳模拟)如图所示是某型号的小型家用起吊机(适用于农村和小型企业)，若

用此起吊机起吊200kg的物体匀速上升，正常工作30s,则

额定负菽额定电压电机功率起升速度

200kg220V850W12m/niin

(1)物体上升多高？(2)起吊机对物体做了多少功？

(3)此过程中起吊机的机械效率是多大？(结果保留一位小数)

【答案】(1)v=12m/min=0.2m/s；

根据丫=且可知，物体上升的高度为：h=vt=O.2m/sX30s=6m；

t

(2)起吊机对物体做的功为：W=Gh=mgh=200kgX10N/kgX6m=12000J；

(3)电动机所做的功为：W*=Pt=850WX30s=25500J；

则机械效率为：n=；=燃条-47.1%。

W/33UU.I

答：(1)物体上升6m；

(2)起吊机对物体做了12000J的功；

(3)此过程中起吊机的机械效率是47.1%。

14.(2021泰安模拟)工人用滑轮组提升水中物体A,如图所示，当物体A完全在水面下被

匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为220N.当物体A完全打捞出水面后被匀

速提升的过程中，滑轮组的机械效率为n,工人对绳子竖直向下的拉力为F.已知：物体A

所受重力为1000N,体积为S.OXlO-m3,水的密度为P*=1.OXlO—g/n?.滑轮与轴的摩擦、

水的阻力以及绳重不计，g取10N/kg。求：

(1)物体A完全在水面下时受到的浮力；

(2)工人对绳子竖直向下的拉力F；

(3)滑轮组的机械效率n(结果保留一位小数)。

【答案】解:

(1)因为物体A完全在水面下，排开水的体积和自身的体积相等,

所以物体A排开水的体积：

V#=V=8.OXIO-m3,

受到的浮力：

3323

Fs=P*gViit=l.OXlOkg/mX10N/kgX8.OX10'm=800N；

(2)物体A完全在水面下时受到绳子的拉力：

F拄=GA-F浮=1000N-800N=200N,

由图知，n=2,滑轮与轴的摩擦、水的阻力以及绳重不计，此时拉力F'=2(GA-F浮+G动)

2

=220N,

则动滑轮的重力:

G动=2F'-GA+F»=2X220N-1000N+800N=240N,

物体A完全打捞出水面后，拉力：

F=—(GA+Ga)=—(1000N+240N)=620N；

22

(3)滑轮组的机械效率：

W有用GhGhG1000N

n