简单机械计算题2(含解析)

1、1如图所示，用滑轮组提升水中的物体A，若物体的质量为140kg，体积为60dm3，滑轮组的机械效率为80%，取g=10N/kg，不计绳重及轮与轴的摩擦，求（1）物体A在水中被匀速提升时，拉力F是多大？（2）如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体A相连，而连接滑轮组的绳子所能承受的最大拉力为350N，当物体露出水的体积多大时绳子会断？此时物体A受到的浮力是多少？【答案】（1）250N；（2）200N【解析】解：（1）由题图可知，承担重物的绳子的股数n=4，绳子自由端受到的拉力为F，物体A浸在水中，绳子对A的拉力，由可得，拉力F为（2）由可得，动滑轮重，当连接滑轮组的绳子所承受的最大拉力为F=350N时，根

2、据可得绳子对物体A的拉力此时物体A受到的浮力，由阿基米德原理可得，物体A浸在水中的体积，所以物体A露出水面的体积V露=V-V排=60dm3-20dm3=40dm3答：（1）物体A在水中被匀速提升时，拉力F是250N。（2）如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，而滑轮组绳索能承受到最大拉力为350N，当物体露出水面体积为40dm3时，绳子会断，此时A受到的浮力为200N。2如图所示, 长1. 6 m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡，杠杆平衡条件的计算公式是_.该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图所示, 据图可

3、知金属杆重_ N.【答案】 F1L1=F2L2 10【解析】（1）杠杆平衡条件的计算公式是： ；（2）金属杆重心在中心上，阻力臂为L2=0.8m，取图象上的一点F=20N，L1=0.4m，根据杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂， 解得：G=10N故答案为： ；10【点睛】学会看图象是学物理的基本要求，象速度-时间图象、路程-时间图象等，要先看纵坐标轴、横坐标轴各表示什么，再顺着图象看懂表示的物理过程. 3如图是小兴踩脚踏式翻盖垃圾桶的照片，小兴穿的鞋是41码(26cm).若桶盖质量为500 g，且质量分布均匀，请估算: (1)若要把桶盖顶起，脚掌对踏板的压力至少应该是多大?(2)将桶盖翻到

4、照片所示状态，至少要做多少功?【答案】(1)19.6 N(2) 1.2J.【解析】（1）若要把桶盖顶起，脚对踏板的压力至少为桶盖水平位置时被顶起所需力的大小，因桶盖的质量分布均匀，重力作用在桶盖的重心位置，小兴的鞋的尺码是41码，即长度为26cm，用刻度尺测量出各段距离，根据鞋的长度与各距离的相同比例关系，可得出如下估测值：AO1=13cm，O1B=26cm，CO2=86cm，DO2=22cm，设脚对A点的作用力F，顶杆对B点的作用力为F1，顶杆对桶盖上的D点的作用力为F2，根据杠杆平衡条件可得，- 解得F=19.6N，（2）将桶盖从水平翻为照片中所示状态过程中，重心将升高约为24cm，根据故

5、答案为：(1)19.6 N(2) 1.2J.【点睛】该题考查了学生对物理模型的抽象、分析能力，确定两杠杆的力和力臂的大小是本题的关键。4小刚体重只有500 N，在学习了滑轮的知识后，他想用如图所示的装置把一个重750 N的重物提高3m。问：小刚能否达到目的？说出你的理由。【答案】不能【解析】小刚向下拉动定滑轮上的绳子与他们的胳膊的施力无关，对绳子的拉力最大能达到自身的重力的大小，由于装置是定滑轮，只改变力的方向，不能省力，所以绳子上的作用力最大等于小刚的重力500N，故不能拉起750N的物体.故答案为:不能.【点睛】定滑轮是一个等臂杠杆，不省力也不费距离，但可以改变力的方向.注意人拉绳子施加的

6、拉力与人举起物体施加的举力不是相同的. 5如图所示，分别用甲、乙两滑轮组匀速提升重为100 N的物体，已知它们的机械效率分别是75%和80%，求：（1）将重物提高3m时，甲、乙两滑轮组所做的总功各是多少？（2）拉力F1和F2的比值是多少？【答案】（1)400 J 375 J (2)85【解析】（1）用甲、乙两滑轮组匀速提升重为100 N的物体，将重物提高3m时，W有用=Gh=100N3m=300J，由可得，（2）由图可知n甲=2，n乙=3，则s甲=2h=23m=6m，s乙=3h=33m=9m，由W=Fs可得， 。答：（1）将重物提高3m时，甲、乙两滑轮组所做的总功分别是400J、375J。（2

7、）拉力F1和F2的比值是8:5.6用如图所示的滑轮组提升物体A，在把重力为180N物体A匀速竖直提升2m的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为100N，物体A上升的速度A为0.1m/s，滑轮组的机械效率为，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。 求：（1）有用功W有；（2）滑轮组的机械效率为；（3）拉力F做功的功率P。【答案】（1）360J （2）90% （3）20W【解析】（1）有用功：W有用 =Gh=180N2m=360J；（2）由图可知，n=2，该滑轮组的机械效率：=W有用/W总100%=Gh/Fs100%=Gh/Fnh100%=G/nF100%=180N/2100N100%=90%；（3

8、）绳端移动的速度：v绳 =nvA =20.1m/s=0.2m/s，拉力F做功的功率：P=Fv绳 =100N0.2m/s=20W77如图所示为小排量汽车，在lh的时间内，在水平路面上匀速行驶了72 km，消耗汽油6 kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为1.5t，汽油的热值为46107 Jkg。则关于上述lh的行驶过程，试求：（1）若汽车单轮与地面的接触面积为0.05m2，汽车对地面的压强（2）该汽车的牵引力（3）该汽车发动机的效率【答案】7.5105pa 1150N 30【解析】（1）汽车对地面的压力：F=G=mg=1.5103kg10N

9、/kg=1.5104N；汽车对地面的压强：p=F/S=1.5104N/40.05m2=7.5104Pa（2）由P=W/t得，该汽车克服阻力做的功等于牵引力做的功：W=Pt=23103W13600s=8.28107J，该汽车的牵引力为：F=W/s=8.28107J/7.2104m=1.15103N；（3）汽油完全燃烧放出的热量为：Q=mq=6kg4.6107J/kg=2.76108J；该汽车发动机的效率：=W/Q=8.28107J/2.76108J=30%。8如图是某校体育器械进行臂力训练的示意图，运动员通过拉力F的作用下来提升配重，以达到锻炼臂力的目的。在一次训练时，运动员加配重的质量为30k

10、g, 拉力F的作用下,配重在5s的时间里，匀速竖直上升了50cm。在这个过程中，动滑轮提升配重所做的有用功为W有，运动员对绳子的拉力F做功的功率为 40W。忽略绳重和摩擦。（g取10N/kg）求：（1）在此次训练中运动员对绳子的拉力F的大小；（2）动滑轮的重力G动【答案】(1) 200N (2)100N【解析】（1）由图知，使用的滑轮组是两定、一动，承担物重的绳子股数n=2，拉力端移动的距离：s=2h=250cm=100cm=1m，拉力端移动的速度： ，拉力做功功率，则拉力；（2）配重重力G=mg=30kg10N/kg=300N，忽略绳重和摩擦，拉力，则动滑轮重力：G轮=2F-G=2200N-

11、300N=100N答：（1）在此次训练中运动员对绳子的拉力的大小为200N；（2）动滑轮的重力为100N9斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力.图示为倾角= 30的固定斜面，用平行于斜面的拉力F=4 N，将一物体从斜面低端匀速拉上斜面，做了16J的功.(1)求斜面的高度.(2)若物体与斜面之间的摩擦力为f(克服摩擦力所做的功为额外功)，试推导: .【答案】(1) 2m.(2)(F-f)/ F.【解析】（1） 斜面长度 =30， （2）该斜面做的总功，克服摩擦力做的额外功；因此有用功；该斜面的机械效率： 故答案为：(1) 2m.(2)(F-f)/ F.【点睛】本题考查

12、了使用斜面时有用功（克服物体重力做功）、额外功（克服摩擦力做功）、总功（推力做功）、机械效率的计算，知道克服摩擦力做的功是额外功是本题的关键。10如图所示，重500N的工人用滑轮组以200N的拉力将物体匀速提高2m此过程中，滑轮组的机械效率为80%不计绳重与摩擦，g=10N/kg求：（1）滑轮组对物体所做的功；（2）所提物体的重力；（3）该工人用此滑轮组提升重物的最大机械效率【答案】（1）640J （2）320N （3）92%【解析】解：（1）已知承担重物的绳子股数n=2，所以绳子自由端移动的距离s=2h=22m=4m，所以拉力F所做的功W总=Fs=200N4m=800J，因此，滑轮组对物体所

13、做的功W有用=W总=80%800J=640J。（2）根据W有用=Gh，可得（3）由可得，动滑轮重 重500N的工人用该滑轮组提升重物时，最大拉力为，由得， 所以机械效率答：（1）滑轮组对物体所做的功为640J。（2）所提物体的重力为320N。（3）该工人用此滑轮组提升重物的最大机械效率为92% 。11用如图所示滑轮组提升重物工人用200N的拉力F，10s内使重为480N的物体匀速上升了3m不计绳重和摩擦，求：(1)拉力F做功的功率；(2)滑轮组的机械效率；(3)若改提600N的物体，求此时的机械效率【答案】(1)180W (2) 80 (3)83.3【解析】（1）由图知，n=3，则绳端移动的距

14、离：s=3h=33m=9m，拉力F做的功：W总=Fs=200N9m=1800J；拉力F做功的功率：P=W总/t=1800J/10s=180W；（2）有用功：W有用=Gh=480N3m=1440J；滑轮组的机械效率：=W有用/W总=1440J/1800J100%=80%；（3）因为不计绳重和摩擦，所以F=（G轮+G物）/3，即：200N=（G轮+480N）/3，所以G轮=120N，改提600N的物体，此时绳端的拉力F：F=（G轮+G物）/3=（120N+600N）/3=240N，此时滑轮组的机械效率：=W有用/W总=Gh/Fs=Gh/F3h=G/3F=600N/3240N100%=83.3%12

15、如图所示，重为1140 N的物体，它与水平地面的接触面积为0.15m2。工人师傅用600 N的力匀速提升物体，物体以0.2 m/s的速度上升1m.（不计摩擦及绳重）求：（1）自由静止在水平面时，物体对地面的压强； （2）升高1m所用的时间；（3）滑轮组的机械效率；【答案】（1）7600Pa；（2）5s （3）95%【解析】解：（1）物体自由静止在水平面时，对水平面的压力等于其重力，F=G=1140N，物体对地面的压强（2）物体以0.2 m/s的速度上升1m，所用时间（3）由题图可知，滑轮组承担重物的绳子的股数n=2，所以滑轮组的机械效率答：（1）自由静止在水平面时，物体对地面的压强为7600P

16、a。（2）升高1m所用的时间为5s。（3）滑轮组的机械效率为95%。13用如图所示滑轮组提升一边长为30cm，质量为90kg的重物人用500N的拉力F，15s内使物体匀速上升了3m求：（1）人没有施加拉力时，重物对水平地面的压强（2）人拉绳子做功的功率（3）滑轮组的机械效率【答案】（1）10000Pa （2）300W （3）60% 【解析】（1）人没有施加拉力时，重物对水平地面的压力：F=G=mg=90kg10N/kg=900N，受力面积S=0.3m0.3m=0.09m2 ，重物对水平地面的压强：p=F/S=900N/0.09m2=1104 Pa；（2）由图可知，n=2，则拉力移动的距离：s=

17、2h=23m=6m，拉力做功：W总 =Fs=500N6m=3000J，拉力做功功率：P=W/t=3000J/15s=200W；（3）使用滑轮组做的有用功：W有 =Gh=900N3m=2700J，滑轮组的机械效率：=W有/W总100%=2700J/3000J100%=90%14如图所示，质量不计的光滑木板AB长1.2m，可绕固定点O转动，离O点0.2m的B端挂一重物G，板的A端用一根与水平地面成30夹角的细绳拉住，木板在水平位置平衡时绳的拉力是6N求：（1）该重物的重力G;（2）在O点的正上方放一质量为0.3kg的小球，若小球以25cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动，问小球至少运动多长时间

18、细绳的拉力减小到零（取g=10N/kg，绳的重力不计）【答案】(1)15N (2)4S【解析】（1）拉力F拉=6N的力臂L1如图所示，则L1= AOsin30=1/2（1.2m0.2m）=0.5m，阻力臂L2=OB=0.2m，由杠杆平衡条件得：F拉L1=GL2，即：6N0.5m=G0.2m，解得：G=15N；（2）球的质量m球=0.3kg，g=10N/kg，则球的重力G球=m球g=0.3kg10N/kg=3N，当绳子拉力为0时，设球离O点距离为L球，再由杠杆平衡条件得：G球L球=GL2，即：3NL球=15N0.2m，解得：L球=1m=100cm；球运动的速度v=25cm/s，则球的运动时间：t

19、=L球/v=100cm/（25cm/s）4s。15某学生利用一个动滑轮提升重为900N的物体，所用的拉力是500N，物体在10s内被匀速提升了10 cm, 在此过程中，拉力的功率为_ ，该动滑轮使用时的机械效率为_.【答案】 10 W 90%【解析】从题可知，使用的是一个动滑轮，而h=10cm=0.1m，则拉力移动的距离为：s=2h=20.1m=0.2m，F=500N，拉力做的总功为： ，而t=10s，拉力做功的功率为： 使用动滑轮做的有用功为： ，故滑轮组的机械效率为： 故答案为：(1). 10 W (2). 90%【点睛】本题考查了学生对有用功、总功、功率公式、机械效率公式、滑轮组s=nh

20、的理解和运用，理解并求出有用功和总功是本题的关键滑轮组的题目要先确定滑轮的性质，判断滑轮绳子段数，然后确定G、F、S、h之间的关系进行计算。16一名体重为500N、双脚与地面总接触面积为400cm2的学生站在水平地面上，要用滑轮组在将600N的重物匀速提升1m（1）他站在地面上时对地面的压强多大？（2）画出滑轮组的绕线方式；（3）若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%，拉 力F多大？【答案】1） 1.25104 Pa 2) 略 3) 400N【解析】（1）学生对地面的压力：F=G人=500N，他对地面的压强：p=F/S=500N/400104m2=1.25104Pa；（2）由图可知，学生站在

21、地面上，所以最终的绳子自由端方向向下，则绳子的起始端应在定滑轮的挂钩上，如图所示：（3）由图可知，n=2，则绳端移动的距离：s=2h，由=W有/W总=Gh/Fs=Gh/F2h=G/2F可得绳端的拉力：F=G/2=600N/275%=400N。17如图所示装置，滑轮A重40N，滑轮B、C各重20N，重物G=200N。求：不计拉线质量及滑轮转动摩擦影响，绳自由端在力F作用下，恰能以60mm/s向下运动，则力F的大小是多少？重物G在1min内能上升多少距离？（绳子足够长）【答案】略【解析】解：（1）由滑轮组可知：承担物体和动滑轮A的重力的绳子的股数n=3，所以（2）在1min内绳子自由端移动距离s=

22、vt=0.06m/s60s=3.6m，因为绳子的股数n=3，所以重物G在1min内能上升的距离答：（1）力F的大小是80N。（2）重物G在1min内能上升1.2m。18滑轮组在建筑工地上应用广泛，如图所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组匀速提升一个重400N的物体，物体在5 秒内竖直上升了2 m，人拉绳子的力为250N。(不计绳重及摩擦)求:（1）滑轮组对重物做的有用功是多少？（2）人拉绳子做功的功率是多大？（4）若工人师傅用此滑轮组匀速提升一个重300N的物体，则拉力是多大？此时滑轮组的机械效率是多少？【答案】（1）800J（2）200W（3）75%【解析】解答：(1)由图可知n2，

23、不计绳重和摩擦,由F (G物+G动)可得，动滑轮的重：G动nFG物2250N400N100N；有用功：W有Gh400N2m800J；(2)人拉绳子做的总功：W总FsFnh250N22m1000J，拉绳子做功的功率：P200W；(3)匀速提升一个重300N的物体，不计绳重和摩擦，此时的拉力：F (G+G动) (300N+100N)200N，此时滑轮组的机械效率：75%19如图所示，一个边长为20cm的正方体木块重200N，前进过程中所受的摩擦力为40N，求：（1）木块对地面产生的压强是多大？（2）不考虑滑轮的自重和摩擦，木块匀速前进2 m时，拉力F做了多少功？（3）如果这个装置的机械效率是80%

24、，拉力F的大小等于多少？【答案】（1）5103Pa （2）80J （3）25N【解析】（1）木块对地面的压力F=G=200N；正方体木块的底面积s=a2=（0.2m）2=0.04m2则地面受到的压强：p=F/S=200N/0.04m2=5103Pa；（2）不考虑滑轮的自重和摩擦，W总=W有；即Fs绳=F拉s物，木块匀速前进，绳子拉物体的力与物体受的摩擦力平衡相等，则拉力F做的功：W总=Fs绳=fsS物=40N2 m=80J；（3）已知=80%，物体所受摩擦力不变，此时F拉=f=40N，由=W有用/W总=fs/2Fs=f/2F，可得拉力：F=f/2=40N/280%=25N。20质量为20kg、

25、底面积100cm2的物体静止在水平地面上，用如图所示的滑轮组在5s内将物体匀速竖直提升3m，已知动滑轮重50N，不计绳重和摩擦（g=10N/kg），求：（1）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强；（2）拉力F的功率；（3）滑轮组的机械效率【答案】(1)2104pa;(2)150W(3) 80%【解析】试题分析：（1）物体对地面的压力：F压=G=mg=40kg10N/kg=400N，对地面的压强：p=F压/S=200N/100104m2=2104Pa；（2）由图可知，n=2，则绳端移动的距离：s=nh=23m=6m，不计绳重和摩擦时，拉力大小：F=（G+G动）/n=（200N+50N）/2

26、=125N，拉力做的总功：W总=Fs=125N6m=750J，拉力F的功率：P=W总/t=750J/5s=150W；（3）有用功：W有=Gh=200N3m=600J，滑轮组的机械效率：=100%=600J/750J100%80%。考点：压强的大小及其计算；滑轮（组）的机械效率；功率的计算21如图所示，用500N的拉力，将重1200N的木箱匀速提升1.5m，所用的时间为30s。（1）拉力所做的有用功是多少？（2）拉力的功率是多少？（3）滑轮组的机械效率是多少？【答案】1800J 75W 80【解析】（1）工人做的有用功：W有=Gh=1200N1.5m=1800J；（2）由滑轮组可知，拉力移动的距

27、离s=3h=31.5m=4.5m，则人做的总功W总=Fs=500N4.5m=2250J；则工人做功的功率P=75W；（3）机械效率：=100%=80%答：（1）工人做的有用功为1800J； （2）工人做功的功率为75W；（3）滑轮组的机械效率为80%【点睛】本题考查有用功、总功及机械效率的计算，应清楚各功的计算。22在新农村建设中，建筑队用如图所示的装置运送建筑材料。在卷扬机对绳子的拉力作用下，使重800N的建筑材料A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为W有，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为200W。绳重可忽略不计。求：（1）有用功W有；（2

28、）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率。【答案】（1）8 000 J （2）80%【解析】（1）有用功：W有用=Gh=800N10m=8000J；（2）由P=W/t得拉力F做的功：W总=Pt=200W50s=10000J，使用动滑轮的机械效率：=W有用/W总100%=8000J/10000J100%=80%2323在农村常有家庭从井中取水。小明同学用如图甲所示的滑轮组提水，他用20s的时间把重为120N的水从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。求：有用功；滑轮组的机械效率；拉力的功率。【答案】（1）600J （2）800J 75% （3）40W【解析】（1）有用功：W有=

29、Gh=120N5m=600J；（2）由乙图可得：W总=800J，滑轮组的机械效率：=W有/W总100%=600J/800J100%=75%；（3）拉力的功率：P=W总/t=800J/20s=40W。24【2017安顺卷】小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60Kg，在F=50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍求：（1）货箱的重力是多少？（2）拉力F的功率是多少？（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？（4）此滑轮组的机械效率是多少？【答案】（1）600N；（2）15W；（3）720J；（4）80%【解析】试题

30、分析：（1）货箱所受重力：G=mg=60kg10N/kg=600N；（2）滑轮组n值为3，绳子自由端移动速度：v绳=3v=30.1m/s=0.3m/s，拉力的功率是P=Fv绳=50N0.3m/s=15W；（3）f=0.2G=0.2600N=120N；由v=得，货箱移动距离：s=vt=0.1m/s160s=6m，克服摩擦做功：W有=fs=120N6m=720J；（4）1min内绳子自由端移动距离：s绳=3s=36m=18m， W总=Fs绳=50N18m=900J，=100%=100%=80%。【考点定位】重力的计算；功的计算；滑轮（组）的机械效率；功率的计算25利用如图所示的滑轮组，将重为240

31、N的物体匀速向上提起02m，竖直向上的拉力F为100N求：(1)滑轮组的有用功； (2)滑轮组的机械效率【答案】(1) 48J (2) 80【解析】（1）滑轮组的有用功：W有用=Gh=240N0.2m=48J；（2）由图可知n=3，则滑轮组的总功：W总=Fs=F3h=100N30.2m=60J，滑轮组的机械效率： 答：（1）滑轮组的有用功 是48J；（2）滑轮组的机械效率是80%26如图所示为一架学生用托盘天平，其游码标尺的最大刻度值为5g.若测得天平横梁两刀口间距L1为24 cm，游码刻度线总长度L2是18 cm，试用以上数据推算游码的质量. 【答案】3.33g.【解析】设游码的质量为m0，

32、则根据天平的原理，当天平左盘放置m1=5g的物体时，可以在右盘放置m1=5g的砝码与之平衡此时天平横梁（除游码外）的重力与其相对于支点（中央刀口的）力臂的乘积为M，则： 也可将5g的砝码取下，将游码移至游码标尺的右端，天平仍然平衡，即 由以上两式，代入数据，可以求得： 故答案为：3.33g.【点睛】此题主要考查学生对于杠杆平衡条件的理解和掌握，属于较难的考题27做俯卧撑运动的人可视为杠杆。如图所示，一同学重500N，P点为重心，他每次将身体撑起，肩部上升0.4m某次测试中他1min内完成30次俯卧撑。求：(1) 俯卧撑中的动力臂L1、阻力臂L2的大小。(2)将身体匀速撑起，地面对双手的支持力。

33、(3)将身体撑起一次所做的功。(4)该同学lmin内的功率【答案】（1）动力臂:1.5m 阻力臂：0.9m（2）300N（3）120J（4）60W【解析】（1）动力臂OA=OB+AB=1.5m、阻力臂OB=0.9m（2）F1L1=F2L2F11.5m=500N0.9mF1=300N，与支持力为一对相互作用力，故F1= F支=300N（3）将身体撑起一次所做的功W=Fs=300N0.4m=120J（4）。答：动力臂是1.5m，阻力臂是0.9m，双手对地面的压力是300N，身体撑起一次做的功是120J，1min内的功率是60W2828用图所示的滑轮组提起重为800N的重物G，已知动滑轮的总重为20

34、0N，若不计绳重及摩擦，求：（1）匀速拉动绳端所用的拉力F为多大？（2）滑轮组的机械效率是多少？【答案】（1）200N （2）80%【解析】（1）匀速拉动绳端所用的拉力F为：F=（G物+G动）/5=（800+200）/5=200N；（2）滑轮组的机械效率是= W有用/W总= Gh/5Fh=G/5F=800/5200=80%。29甲、乙是两个完全相同的均匀实心圆柱体，重力都为5.4N甲放在水平地面上，细绳的一端系于圆柱体甲上表面的中央，另一端竖直拉着轻质杠杆的A端当把圆柱体乙悬挂在杠杆的B端时，杠杆在水平位置平衡，且AO：OB=2：1，如图所示，此时甲对地面的压强为1350Pa；当把圆柱体乙放入

35、底面积为30cm2的薄壁圆柱形容器M中，将质量为450g的水注入容器，圆柱体乙刚好有体积浸在水中，水在容器中的深度为20cm，如图所示（已知：水=1.0103kg/m3 ; g取10N/kg）求：（1）圆柱体甲的底面积是多少cm2（2）当圆柱体乙刚好有体积浸在水中时，所受到的浮力是多少N（3）圆柱体甲的密度是多少kg/m3【答案】（1）20cm2；（2）1.5N；（3）2.7103kg/m3【解析】解：（1）根据杠杆平衡条件： 所以甲对地面的压力F压=G甲-F甲=2.7N，由可得，圆柱体甲的底面积（2）将质量为450g的水注入圆柱形容器M中，水的体积，已知M底面积为30cm2，水在容器中的深度

36、为20cm，V总乙=Sh=310-3m20.2m=610-4m3，物体乙排开水的体积：V排=V总乙-V水=610-4m3-4.510-4m3=1.510-4m3，乙物体受到的浮力 F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg1.510-4m3=1.5N（3）由G=mg，可知甲的质量 ，甲物体的体积，甲的密度答：（1）圆柱体甲的底面积是。（2）乙所受到的浮力是1.5N。（3）圆柱体甲的密度是。30质量为60kg的李师傅在装修施工时，利用如图所示的滑轮组来提升装修材料他用200N的拉力在20s内将500N的材料提升了10m，不计绳重及摩擦求：（1）动滑轮的重力；（2）他施加拉力的功率（3）他

37、利用此滑轮组工作时的最大机械效率（保留一位小数）【答案】（1）100N；（2）300W；（3）94.4%【解析】试题分析：（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=3，不计绳重及摩擦，由F=得，动滑轮的重力： G动=nFG=3200N500N=100N；（2）绳子自由端移动的距离：s=nh=310m=30m，李师傅施加拉力做的功：W=Fs=200N30m=6000J，则他施加拉力的功率：P=300W；（3）李师傅的重力：G人=mg=60kg10N/kg=600N，人能提供的最大拉力等于自身重力，即F=G人=600N，当人施加最大拉力时，提升的物重最大，滑轮组的机械效率最高，此时的最大物重：G=n

38、FG动=3600N100N=1700N，则滑轮组的最大机械效率：=100%=100%=100%=100%94.4%。【考点定位】滑轮组绳子拉力的计算；滑轮（组）的机械效率；功率的计算3131【2017毕节卷】利用如图所示的滑轮组匀速拉动水平地面上重为30N，边长为10cm的正方体物体拉力F的大小为3N，物体在水平地面上匀速运动时，受到地面对它的摩擦力为4.5N求：（1）A处拉力大小；（2）正方体物体对地面的压强是多少？（3）若拉力F以0.5m/s的速度匀速拉了4s，求A处拉力所做的功是多少？【答案】（1）4.5N；（2）3000Pa；（3）4.5J【解析】试题分析：（1）物体在水平地面上匀速运

39、动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则A处拉力：F=f=4.5N；（2）正方体物体对地面的压力：F压=G=30N，受力面积：S=L2=（10cm）2=100cm2=0.01m2，对地面的压强：p=3000Pa；（3）由v=可得，绳端移动的距离：s绳=vt=0.5m/s4s=2m，由图可知，n=2，由s绳=ns物可得，物体运动的距离：s物=1m，则A处拉力所做的功：W=Fs物=4.5N1m=4.5J。【考点定位】压强的大小及其计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算32工人利用如图所示的斜面，把质量为50kg的货物沿斜面由底部匀速推到顶端，所用时间为10s，沿斜面向上的推力为300N斜

40、面长10m，高5m，g取10N/kg求：（1）货物所受重力是多少？（2）货物在斜面匀速运动时受到的摩擦力是多少？（3）斜面的机械效率是多少？（4）如果把货物放在水平地面上，与地面的接触面积是0.5m2，对地面的压强是多少？型号HY110M电源220V 50Hz加热功率500W保温功率16W【答案】（1）500N； （2）50N； （3）83.3%； （4）1000Pa【解析】解：（1）货物所受重力G=mg=50kg10N/kg=500N。（2）工人做的有用功为：W有用=Gh=500N5m=2500J，工人做的总功为：W总=Fs=300N10m=3000J，因为W总=W有用+W额，所以工人做的额

41、外功：W额=W总-W有用=3000J-2500J=500J，由W额=fs得摩擦力： （3）斜面的机械效率（4）把货物放在水平地面上，与地面的接触面积是0.5m2，则货物对地面的压强答：（1）货物所受重力是500N。（2）货物在斜面匀速运动时受到的摩擦力是50N。（3）斜面的机械效率是83.3%。（4）如果把货物放在水平地面上，与地面的接触面积是0.5m2，对地面的压强是1000Pa。33如图所示，重为1140 N的物体，它与水平地面的接触面积为1.5103 cm2。工人师傅用600N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2m/s。（不计摩擦及绳重）求： （1）动滑轮的重量；（2）滑轮组的机械效率；

42、（3）体重为450N的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大。【答案】（1）60N（2）95%（3）【解析】（1）不计摩擦及绳重，F=（G+G动 ）/2，所以动滑轮重：G动 =2F-G=2600N-1140N=60N（2）=W有用/W总=Gh/Fs=Gh/F2h=G/2F，滑轮组的机械效率=G/2F100%=1140N/2600N100%=95%；（3）小明拉绳子时的最大拉力等于其重力，F=G人 =450N，由于F=（F拉 +G动 ）/2，所以绳子对物体的最大拉力：F拉 =2F-G动 =2450N-60N=840N，物体对地面的最小压力：F压 =F支 =G-F拉

43、=1140N-840N=300N，物体对地面的最小压强：p=F压/S=300N/0.15m2=2000Pa34做俯卧撑运动的人可视为杠杆如图所示，一同学质量50Kg，P点为重心，他每次将身体撑起，肩部上升04m在某次测试中，他2min内完成40次俯卧撑，求：（g=10N/kg）（1）将身体匀速撑起，地面对双手的支持力；（2）该同学在1min内的平均功率。【答案】（）300（）40【解析】解答：(1)同学的重力：Gmg50kg10N/kg500N；如图,O为支点,则动力臂L1OAOB+BA0.9m+0.6m1.5m，阻力臂L2OB0.9m，根据杠杠平衡条件可得：FL1GL2，所以，地面对手的支持

44、力：F300N；(2)将身体撑起一次所做的功：WFs300N0.4m120J；2min内完成40次俯卧撑，则1min内完成20次俯卧撑则1min内做功：W总20120J2400J，该同学做功的功率：P40W.答：(1)将身体匀速撑起，地面对双手的支持力为300N；(2)该同学在1min内的平均功率为40W.35做俯卧撑运动的人可视为杠杆。如图所示，一同学重500N，P点为重心，他每次将身体撑起，肩部上升O.4m某次测试中,他1min内完成30次俯卧撑。求：(1)将身体匀速撑起，双手对地面的压力。(2)将身体撑起一次所做的功。(3)该同学在lmin内的功率【答案】（1）300N (2)120J

45、(3)60W【解析】做俯卧撑时，当将身体匀速撑起身体可以看做一个杠杆，图中O为支点，重力为阻力G=500N，阻力臂等于OB=0.9m；手的撑力为动力F，动力力臂为OA=0.9m+0.6m=1.5m；根据杠杆的平衡条件可得GOB=FOA；即500N0.9m=F1.5m；解得F=300N；将身体撑起时肩上升高度s=h=0.4m；故一次做功W=Fs=300N0.4m=120J；同学在1min做功W总=30W=30120J=3600J；t=1min=60s；P=W总/t=3600J/60s=60W。3636如图所示，工人将底面积为0.25m2的一箱货物装到卡车上，需要用木板搭建一个斜面。卡车车厢底部离

46、地的高度为1.2m，所用木板长5m。工人沿着斜面匀速将重为1000N的货物推上车，用时1min，若该斜面的机械效率为40%，求：（1）这箱货物平放在水平面上时，对水平面的压强有多大？（2）工人沿斜面的推力是多少牛？（3）工人推力所做的功率是多少瓦？（4）货物受到斜面的摩擦力是多少牛？【答案】（1）4000 （2）600（3）50W （4）360N【解析】（1）货物平放地面时对平面的压强为p=F/S=1000N/0.25m2=4000Pa；（2）工人推货物时对货物做的有用功W有=Gh=1200J，则工人所做的总功W总=W有/40%=3000J，斜面长为5m，则可得推力大小为F推=W总/5m=60

47、0N；（3）工人推力的功率P=W总/t=3000J/60s=50W；（4）工人所做的额外功为W额=W总-W有=1800J，所以货物受到斜面的摩擦力f=W额/5m=360N。37如图所示，一个正方体的边长为10cm，质量为3kg图甲是该正方体放在水平地面上；图乙是用滑轮组将该正方体竖直向上匀速提升，已知动滑轮的重力为10N，不计摩擦和绳重（g取10N/kg）问：（1）该正方体的密度是多少？（2）图甲中，正方体对地面的压强为多大？（3）图乙中的拉力F为多大？【答案】（1）3103 kg/m3 （2）3103Pa （3）20N【解析】解：（1）正方体的密度.（2）图甲是该正方体放在水平地面上，正方体

48、对地面的压力等于自身重力F =G =mg=3kg10N/kg=30N，正方体对地面的压强。（3）由图乙可知，滑轮组承担重物和动滑轮绳子的股数n=2，则答：（1）该正方体的密度是。（2）正方体对地面的压强为。（3）图乙中的拉力F为20N。38一根2m长的粗细不均匀的，若支点在距细端1.5m处木棒恰好平衡，若在距粗端1.5m支持它，则要在细端加100N的力求：（1）木棒重心的位置距粗端多少？（2）木棒重多少？【答案】（1）0.5m；（2）50N【解析】解答：(1) 支点在距木棒细端1.5m处恰好平衡，木棒重心在O点上方,距木棒粗端LOB=2m1.5m=0.5m；(2)如图,当支点在C时,LCB=1

49、.5m,LCA=2m1.5m=0.5m LCO=LCBLOB=1.5m0.5m=1mG1LAC=G2LOCG2=G1LACLOC=98N0.5m1m=49N；答：(1)木棒重心的位置距粗端0.5m;(2)木棒重49N.点睛：根据条件找到重心位置，当支点在C（距木棒粗端1.5m）时，找出力臂，根据杠杆平衡条件求解39某建筑工地使用如图所示装置搬运建筑材料.已知柴油机的效率是40%,柴油的热值是4107J/kg,用此装置将一块重为3200 N的建筑材料提升5 m.历时4 s,消耗的柴油为4 g.(1)4 g柴油完全燃烧放出多少热量?柴油机的输出功率多大?(2)提升这块建筑材料做的有用功是多少?整个

50、装置的效率多大?(3)请对该工地采用此装置施工的合理性进行评价.【答案】(1) 1.6104 W. (2) 10%. (3)从使用方面评价:整个装置效率过低,能源利用率较低;从配置方面评价:功率不匹配,大马拉小车.【解析】(1)柴油燃烧放出的热量： 柴油机的输出功率： (2)提升建筑材料做的有用功： 整个装置的效率： (3) 从使用方面评价：整个装置效率过低；能源利用率较低。从配置方面评价：功率不匹配；大马拉小车。答：(1)4g柴油完全燃烧放出 的热量，柴油机的输出功率是 。(2)提升这块建筑材料做的有用功是，整个装置的机械效率为。(3) 从使用方面评价：整个装置效率过低；能源利用率较低。从配

51、置方面评价：功率不匹配；大马拉小车。40【2017枣庄卷】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10m，物体重G=4103N，汽车重G车=3104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍。求：若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）（3）汽车的牵引力为多大？（4）将物体从井底拉至井口，汽车牵引力做的功是多少？【答案】（1）25s；（2）66.7%；（3）3500N；（4）1.05105J【解析】试题分析：（1）由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数n=3则将

52、物体由井底拉至井口，需要的时间：（2）滑轮组的机械效率：（3）因为汽车做匀速直线运动，所以受到平衡力的作用(4)将物体由井底拉至井口，汽车牵引力做功：答：（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要25s；（2）滑轮组的机械效率是66.7%；（3）汽车的牵引力是3500N；（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是1.05105J考点：滑轮（组）的机械效率；速度公式及其应用；功的计算41用一个动滑轮在5s内将一重为240N的物体匀速向上提起3m，拉力为150N，求：（1）动滑轮做的有用功是多少？（2）动滑轮做的总功是多少？（3）动滑轮的机械效率是多少？【答案】略【解

53、析】（1）动滑轮做的有用功：W有用=Gh=240N3m=720J，（2）由图知，使用的动滑轮n=2，拉力端移动的距离：s=2h=23m=6m，动滑轮做的总功：W总=Fs=150N6m=900J，（3）动滑轮的机械效率： 答：（1）动滑轮做的有用功是720J；（2）动滑轮做的总功是900J；（3）动滑轮的机械效率是80%42用图所示的滑轮组将重G12N的物体匀速提升20cm，所用的拉力F5N，忽略摩擦阻力。求：（1）所做的有用功；（2）此时滑轮组的机械效率；（3）当改为提升27N的重物时，该滑轮组的机械效率。【答案】（1）2.4J （2）80% （3）90%【解析】有用功就是直接对物体所做的功，

54、等于物体克服重力所做的功故W=Gh=12N0.2m=2.4J；图中滑轮组绳子股数n=3，则拉力所做的功W总=Fnh=5N30.2m=3J；滑轮组的机械效率=W/W总=2.4J/3J=80；若忽略摩擦阻力则nF=(G+G动)；35N=(12N+G动)；解得G动=3N；当改为提升27N的重物时，=W有/W总=Gh/(G+G动)h=27N/(27N+3N)=90.43一保洁工人，要清洗一高楼的外墙，他使用了如图所示的装置进行升降，已知工人的质量为60kg，保洁器材的质量为20kg，人对绳的拉力为300N，吊篮在拉力的作用下1min匀速上升了10m，求：（1）此过程中的有用功（2）拉力F做功的功率；（3）滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。【答案】8000J；150W；88.9%【解析】有用功W有=Gh=mgh=（20kg60kg）10N/kg10m=8000J；吊篮在拉力作用下1min匀速上升了10m，则绳子在手的拉力作用下移动30m，则拉力做功W总=FS=300N30m=9000J；拉力功率 ；滑轮组的机械效率 。点睛：本题为易错题，最易错误的地方是吊篮升