2023年中考物理训练-简单机械计算

2023年中考物理专题训练一简单机械计算

1.如图所示，小红在10s内用250N拉力通过滑轮组将重物匀速提升6m,已知动滑轮

的重力为50N,忽略一切摩擦和绳子的重力。求：

(1)小红在该过程中做功的功率。

⑵此时滑轮组的机械效率。

2.如图所示的装置绳重及摩擦不计。装卸工人将重力为800N的货物提至高处，人对绳的

拉力&为500N,货物在Imin内匀速上升了5m。

(1)请在图上画出绳子的绕法。

(2)求滑组的机械效率。

(3)如果重物是600N,要把重物提升5m,求拉力做的功。

3.一辆质量为1.5x103kg的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组

装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动8m距离，汽车在泥泞路段

受到的阻力为车重的总，滑轮组的机械效率为80%,g取10N/kgo在将车匀速拖离泥

泞路段过程中，求：

(1)做的有用功；

(2)作用在绳子自由端的拉力。

4.一个质量60kg的物体放在水平地面上，物体与地面的接触面积为0.1n?。工人用如图

所示的滑轮组，在20s内将物体匀速提高了5m,工人在绳子自由端施加的拉力F为

220No(不考虑绳重和摩擦)求：

(1)物体放在水平地面上时，对地面的压强;

(2)滑轮组的机械效率；

(3)拉力F做功的功率。

5.如图所示，已知物体所受重力为20N,某人利用图中所示滑轮匀速将其提起。若物体在

5秒被提升了10米，求:

(1)人的拉力F。

(2)在这段时间内拉力F所做的功W.

⑶拉力F的功率P。

6.如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2x1()4N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机

械效率为80%,g取10N/kg„

(1)求提升重物做的有用功；

(2)求绳端的拉力；

⑶若动滑轮的质量为40kg,求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。

7.某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速提升重物。人的重力G=500N,人的双脚

与高台接触面积为S=4xl0-2m2,不计绳重和摩擦。第一次他匀速提升重物，Gi=

600N时，人拉绳的力Fi=220N：第二次他匀速提升另一重物G2=900N时，人拉

绳的力为F2.两次物体匀速上升的速度均为0.5m/s。

(1)第一次提升重物时，拉力居的功率是多少？

(2)第二次提升重物时，滑轮组的机械效率是多少?

⑶第二次提升重物时，人对高台的压强是多少？

8.如图所示，小芳在研究动滑轮时，她用手沿竖直方向匀速向上拉动绳自由端使钩码上升,

测得的实验数据如表所示(不计绳重和摩擦)。

钩码重G/N手的拉力F/N钩码上升高度九/cm

10615

(1)手的拉力所做的有用功;

⑵手的拉力所做的总功；

⑶动滑轮的机械效率。

9.如图所示，大威用40N的拉力，使物体A以0.1m/s的速度竖直匀速上升，此时滑轮

组的机械效率为75%(不计绳重和摩擦)，贝IJ：

(1)物体4的重力为多大？

(2)拉力的功率多大？

⑶若竖直匀速提升120N的物体，滑轮组的机械效率为多大？

10.用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F=50N,不

计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。

n

(1)求上述过程中的有用功W有用。

(2)求上述过程中的总功W总。

⑶求滑轮组的机械效率小

11.如图所示，电动机通过滑轮组提升重物，重2700N的物体4在25s内被匀速提升了

5m,滑轮组的机械效率为90%,绳重及滑轮组的摩擦不计。求:

(1)匀速提升物体A时，电动机拉动钢丝绳的速度。

(2)电动机拉动钢丝绳的拉力。

⑶动滑轮的重力。

12.如图所示，沿斜面把一个重50N的物体拉上去，所用拉力F=40N,斜面长5m,高

(2)拉力F的功率为____W。

⑶斜面的机械效率为—。

13.如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2X104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机

械效率为80%,g取10N/kgo求：

(1)提升重物做的有用功。

⑵绳端的拉力。

⑶若动滑轮的质量为40kg,求克服摩擦和钢绳重所做的功。

14.用如图的滑轮组匀速拉动棱长为20cm的正方体物体时，所用拉力为220N,若不计绳

重和摩擦，请你解决以下问题：(P物=8x1()3kg/m3,g取ioN/kg)

(1)物体的重力。

⑵动滑轮的重力。

⑶用该滑轮组提升另一个重物时，拉力大小用测力计测量为300N,求被提升物体的重

力。

15.如图甲，质量m的货物在拉力作用下，沿粗糙斜面向上运动(不考虑空气的阻力)，斜

面长L、高货物上升高度h与时间t关系图象如图乙所示，0至L时间内的拉

力为a,0至t2时间内拉力为尸2。己知H>4R)，12=2与，不计速度变化时的时间,

斜面粗糙程度不变。

⑴请你判断0至G时间内物体是否做匀速直线运动。

(2)通过推导比较得出&和F2的大小关系，并判断&时斜面效率/与F2时斜面

效率7)2的大小关系。

16.电气化铁路的高压输电线无论在严冬还是在盛夏都要绷直，这样才能使其与列车的电极接

触良好，这就必须对高压线施加恒定的拉力。为此，工程师设计了如图甲所示的恒拉力系

统，其简化原理图如图乙所示。实际测量得到每个水泥块的体积为1.5x10-2m3,共悬

挂20个水泥块，已知水泥块的密度为2.6x103kg/nf,g取10N/kg,不计滑轮与高

7

拉

高

压

线

的

力

甲乙

(1)请指出图乙中的动滑轮、定滑轮。

(2)每个水泥块的重力是多少？

(3)滑轮组对高压线的拉力是多大？

17.如图所示是用动滑轮运送货物A的示意图。在拉力F的作用下，重900N的货物A

在30s的时间里，匀速竖直上升了9m。在这个过程中，拉力F做功的功率为300W。

不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求:

⑴有用功VK有；

⑵动滑轮匀速提升货物4的机械效率小

⑶动滑轮所受的重力G动。

18.用如图所示的滑轮组提升重1200N的物体A,在匀速竖直提升物体A的过程中，作用

在绳子自由端竖直向上的拉力F为500N,如果物体力上升的速度vA为0.1m/s,不

计绳重和滑轮与轴的摩擦。

(1)动滑轮所受的重力G动;

⑵拉力F做功的功率P。

⑶滑轮组的机械效率小

19.工人用图示装置在10s内将450N的货物匀速提升2m,此过程中拉力的功率为

120W(g取10N/kg),求：

(1)有用功；

(2)滑轮组的机械效率；

⑶若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N,额外功占总功的20%,

则工人提升货物的重为多少N?

20.工人师傅利用汽车作为动力，从水中打捞一个正方体物件，绳子通过定滑轮，一端系着物

件，另一端拴在汽车上，如图甲所示。汽车拉着物件匀速上升，已知汽车对绳子的拉力F

与物件底面距离水底的高度h的变化关系如图乙所示。绳子的体积、绳重及摩擦均忽略

不计，g取10N/kg。求：

甲

⑴该物件的质量是多少？

(2)物件浸没在水中时，受到的浮力为多大？

⑶物件上表面恰好到达水面时，下表面受到水的压强为多少？

答案

1.【答案】

(1)300W

(2)90%

【解析】

(1)绳拉重物时，移动的距离：

s=2九=2x6m=12m；

小红拉重物时做的功：

W=Fs=250Nx12m=3000J；

小红在该过程做功的功率：

pH迫=300W。

t10s

⑵小红通过动滑轮将重物匀速拉起，拉力F=：(G+G轮);

则重物的重力：

G=2/一G轮=2x205N-50N=450N；

滑轮组的机械效率：

合=2=鳗业也=90%。

10总FS250Nxl2m

2.【答案】

⑴绕法如图所示

(2)80%

⑶4000J

【解析】

(1)人站在地上拉绳子，绳子末端方向向下，所以动滑轮上有两段绳子承担重物，绳端固

定在定滑轮上。

⑵滑轮组的机械效率可由公式〃=。=答=黑4詈=80%直接求出。

'W.F1S500Nxiom

⑶当重物改变时机械效率改变，但动滑轮的重力始终没有变，应先求出G动=2&-

G物=2x500N—800N=200N,F=包普=6。。半。。N=再求出拉力p做

24QQN)2

的功W=F2s=400Nx5x2m=4000J。

3.【答案】

(1)1.2xIO4J

(2)625N

【解析】

(1)汽车所受的阻力f=^mg=^x1.5x103kgx10N/kg=1.5x103N,

将车匀速拖离泥泞路段，由二力平衡得，牵引力尸牵=f=1.5x103N,

所做的有用功"行=尸牵s车=1.5x103Nx8m=1.2xIO4J。

(2)绳子自由端移动距离s绳=3s车=3x8m=24m,

由叩=互佝，勿总=T=Fr=L5xlO4J，

由W«=Fs绿得，作用在绳子自由端的拉力F=.=E^=625N。

忠纯24m

4.【答案】

(1)6x103Pa

(2)90.9%

⑶165W

【解析】

(1)F=G=mg=60kgx10N/kg=600N,

(2)此滑轮组由三股绳承担，必有=Gh=600Nx5m=3000J,

s=n/i=3x5m=15m,

卬总=Fs=220Nx15m=3300J,

春瑞=9。9%，

或—60°N—QQ9%

3x220N'°

⑶P=»65W,

TnWFS厂rrcz15m“r-3

或P=—t=——t=Fu=220Nx-2-0-s=165W。

5.【答案】

(1)20N

⑵200J

⑶40W

【解析】

(1)F=G=20No

(2)s绳=5物=10m,W=Fs纯=20Nx10m=200Jo

pH幽w。

'1t5s

6.【答案】

(1)2.4X104J

(2)5X103N

(3)5.2x103J

【解析】

(1)提升重物做的有用功W有=G/i=1.2xIO,Nx2m=2.4x104J提升重物做的有用

功为2.4X104J,

(2)由图可知，n=3,则绳端移动的距离s=nh=3x2m=6m由T]=—可得总功

总

绳端的拉力

CW总3X104

F=——=----=5XIO,N

s6m

绳端的拉力为5x103No

(3)由〃有+加额=”总可得，额外功

UZ.砒=MZ,,一W有=3xIO’j-2.4xIO,J=6x103J

克服动滑轮重力所做的额外功

14/力=G动力==40kgx10N/kgx2m=800J

克服摩擦和钢丝绳重所做的功

W'=W的-W动=6X103J-800J=5.2x103J

3

克服摩擦和钢丝绳重所做功为5.2xl0Jo

7.【答案】

(1)330W

⑵93.75%

(3)2.05x104Pa

【解析】

(1)由图可知，n=3,则绳端移动的速度：

"绳=no物」=3x0.5m/s=1.5m/s.

由p=7=T=可得，第一次提升重物时拉力Pi的功率：Pi=。绳=220Nx

1.5m/s=330W：

(2)不计绳重和摩擦，由F=；(G+G动)可得，动滑轮的重力：

G,4=叫一Gi=3X220N—600N=60N,

第二次提升重物时，滑轮组的机械效率：

—x100%=,一赤、,x100%=-^―x100%=’RONX100%=93.75%；

Wd(G2+G动)/lG2+G动900N+60N

⑶第二次提升重物时，人拉绳的力：

F2=i(G2+G动)=1X(900N+60N)=320N,

人对高台的压力：

Fj«=G+F2=500N+320N=820N,

人对高台的压强:

尸压820N

-------------=2.05x104Pa。

PS4xl0-2m2

8.【答案】

(1)1.5J

(2)1.8J

(3)83.3%

【解析】

(1)手的拉力做的有用功：

/有=G/i=10Nx0.15m=1.5J：

(2)拉力移动的距离s=2/i=2x0.15m=0.3m,手的拉力所做的总功：必总=Fs=

6Nx0.3m=1.8J；

⑶动滑轮的机械效率：

t]=x100%=篇x100%x83.3%。

9.【答案】

(1)90N

(2)12W

(3)80%

【解析】

(1)由图知，使用该滑轮组承担物重的绳子股数n=3,所以提升物体的重力:

G=3"=3x75%x40N=90No

(2)拉力的功率：P=Fv=40Nx8.3m/s=12W。

(3)动滑轮重力：G动=3F—G=3x40N-90N=30N,

F'=[(G'+G动)=|(120N+30N)=50N,

二仍有用

ri,一五

G'h

一77

G'h

rx3/i

_£

-3F,

=闿*100%

3X50N

=80%.

10.【答案】

(1)90J

⑵100J

(3)90%

【解析】

(1)上述过程中的有用功：IV有=Gh=90NX1m=90J。

(2)由图知n=2,所以绳端移动的距离：s=2/i=2xlm=2m,

总功：川总=Fs=50Nx2m=100Jo

⑶滑轮组的机械效率：

二上空X100%=也x100%=90%o

'卬白100J

11.【答案】

(1)0.6m/s

⑵1000N

⑶300N

【解析】

(1)由图可知，n=3,钢丝绳移动的距离：s=n/i=3x5m=15m

电动机拉动钢丝绳的速度：v=^==0.6m/So

(2)由题可知，电动机所做的总功：Wn="=生=270鬻5m=15000j

忠-qrj90%

电动机拉动钢丝绳的拉力：尸=&=母g=1000N。

s15m

⑶绳重及滑轮组的摩擦不计，则有F=i(G+G动)

动滑轮的重力：6动=nF-G=3X1000N-2700N=300N。

12.【答案】

⑴150

(2)4

(3)75%

13.【答案】

(1)2.4x104J

⑵5000N

⑶5200J

【解析】

(1)提升重物做的有用功：“有用=G/i=1.2x104Nx2m=2.4x104J。

⑵由〃=粉=80%可得拉力做的总功：勿总=黑=嘿1=3XIO,J

由图可知，承担物重的绳子股数n=3,则绳子自由端移动的距离：s=3h=3x2m=

6m

由=Fs可得绳端的拉力：F=出=m空1=5000N。

后s6m

⑶克服动滑轮重、摩擦和钢绳重所做的额外功：W额=W总一W有用=3x104J-2.4X

104J=6000J

提升动滑轮做的额外功：“额1=G动h=m动g/i=40kgx10N/kgx2m=800J

克服摩擦和钢绳重所做的额外功：”额2=皿额一W额1=6000J-800J=5200J。

14.【答案】

⑴640N

(2)20N

⑶880N

【解析】

(1)正方体的体积：V=L3=(20cm)3=8000cm3=8x10-3m3

由p=£可得，物体的质量：

m=p物V=8x103kg/m3x8x10-3m3=64kg

物体的重力：G物=mg=64kgx10N/kg=640No

(2)由图可知，n=3,不计绳重和摩擦，由尸=5(G物+G动)可得，动滑轮的重力:

6动=九尸一G物=3x220N-640N=20No

⑶用该滑轮组提升另一个重物时，拉力大小用测力计测量为300N,由F=；(G物，+

G动)得，

被提升物体的重力：G物'=nF'-G动'=3x300N-20N=880N。

15.【答案】

(1)是

⑵斜面倾角一定，所以物体沿斜面运动的路程L与上升高度H的比值是一定的，即

5为定值；

根据功的原理可得：勿总=勿有+〃额，

即：FL=GH+fL,

可得拉力：F……①，

斜面的粗糙程度不变，物体对斜面的压力不变，则物体在运动过程中摩擦力不变，所以由

①式可知，拉力的大小不变，即：&=？2；

斜面的机械效率：77=^x100%,由于拉力和重力均不变，?为定值，故斜面的机械效

率相等。

【解析】

(1)因为斜面的倾角一定，则物体沿斜面运动的路程与上升高度成正比。

由图象知，0至功时间内，物体上升高度与时间的图线是一条过原点的直线，即八与t

成正比，所以物体通过路程与运动时间也成正比，则这段时间内物体在做匀速直线运动；

16.【答案】

(1)图中C是动滑轮，A、B是定滑轮。

⑵390N

(3)2.34X104N

【解析】

(2)每个水泥块的质量：

=p%=2.6x103kg/m3x1.5x10-2m3=39kg,

每个水泥块的重力：Gi=mrg=39kgx10N/kg=390N。

(3)水泥块对钢丝绳的拉力为：

B=20GI=20X390N=7.8x1。3N,由图可知，动滑轮由3段绳子承担，所以滑轮

组对高压输电线的拉力为：尸2=30=3x7.8x103N=2.34xIO4N。

17.【答案】

⑴8100J

(2)90%

⑶100N

【解析】

(1)人做的有用功W有=G/i=900Nx9m=8100J„

(2)人做的总功W忌=Pt=300WX30s=9000J,

滑轮组的机械效率4