2024八年级物理下册第十二章简单机械素养集训机械效率的综合计算习题课件新版新人教版

第十二章简单机械素养集训机械效率的综合计算

1.【2023·益阳】早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。求此次取水的过程中：(1)人做的有用功为多少？解：(1)拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水的重力G水＝m水g＝10kg×10N/kg＝100N，做的有用功W有＝G水h水＝100N×4m＝400J。(2)辘轳的机械效率多大？

123456(3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？解：(3)此过程的额外功W额＝W总－W有＝500J－400J＝100J；额外功包含克服水桶重力做功和克服井绳重力与摩擦阻力做功，对水桶做的额外功W额桶＝G桶h桶＝m桶gh桶＝1kg×10N/kg×4m＝40J；克服井绳重力与摩擦阻力做的功W额余＝W额－W额桶＝100J－40J＝60J。1.【2023·益阳】早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。求此次取水的过程中：123456⁠

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不计摩擦和绳重的滑轮组相关计算2.科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图(如图)进行探究。若爷爷质量m人＝60kg，奶奶用F＝240N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s＝6m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：(1)奶奶做的功；解：(1)奶奶做的功W＝Fs＝240N×6m＝1440J。(2)动滑轮(含座椅)的质量；

123456(3)该升降座椅装置的机械效率(保留一位小数)。

2.科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图(如图)进行探究。若爷爷质量m人＝60kg，奶奶用F＝240N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s＝6m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：123456⁠

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与浮力综合的滑轮组3.【2022·黔东南州新考法·学科内综合】如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m，密度为2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)求：(1)物体M上升后，还未露出水面时受到的浮力；解：(1)物体M上升后，还未露出水面时，物体排开液体体积等于物体体积，V排＝V＝a3＝(1m)3＝1m3；F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3＝1×104N。123456(2)物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面受到水的压力；解：(2)物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面深度h＝1m＋0.2m＝1.2m，下表面受到水的压强p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m＝1.2×104Pa，下表面受到水的压力F压＝pS＝1.2×104Pa×(1m)2＝1.2×104N。3.【2022·黔东南州新考法·学科内综合】如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m，密度为2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)求：123456(3)物体M上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率。

3.【2022·黔东南州新考法·学科内综合】如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m，密度为2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)求：123456⁠

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利用滑轮组拉着物体水平移动4.【2023·广元】如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为300cm2，工人对地面的压强为2.0×104Pa；此工人的质量为70kg，两个动滑轮的质量共为10kg，绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求：(1)工人的手对绳的拉力大小；

123456(2)工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小；

4.【2023·广元】如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为300cm2，工人对地面的压强为2.0×104Pa；此工人的质量为70kg，两个动滑轮的质量共为10kg，绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求：(3)滑轮组在此次工作中的机械效率。

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简单机械组合5.如图所示，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m，物体上升的高度为0.3m，弹簧测力计的示数为4N。求此过程中：(1)做的有用功；解：(1)克服物体重力做的有用功W有＝Gh＝6N×0.3m＝1.8J。(2)该装置的机械效率。

1234566.如图所示，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA∶OB＝2∶3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80％，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。(杠杆与绳的自重、摩擦均不计)求：(1)物体M2的重力；

123456(2)拉力F的功率；

6.如图所示，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA∶OB＝2∶3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80％，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。(杠杆与绳的自重、摩擦均不计)求：123