初二物理简单机械-计算专题及答案

第1页（共31页）简单机械滑轮组初中物理组卷一．计算题（共30小题）1．建筑工地上，需要利用拖拉机和滑轮组（如图所示）将质量为1.2×103kg的物体，拉到长100m，高50m的斜面顶端，测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机的水平拉力为4×103N，g=10N/kg，不计绳重及滑轮与绳、轴间的摩擦．（1）在图中画出物体对斜面压力F的示意图；（2）对物体做的有用功，以及此时滑轮组与斜面组合的机械效率；（3）若动滑轮重1000N，物体所受摩擦力的大小；（4）若拖拉机的最大输出功率为12kW，求拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度．2．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．斜面长10m，高5m．g=10N/kg，求：（1）把货物推上斜面做的有用功是多少？（2）此过程推力做了多少功？（3）斜面的机械效率是多少？3．工人想把重1000N的木箱A搬到高h=5m，长L=10m的斜面上，如图所示．他站在斜面上，沿斜面向上用F=625N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端．（1）工人拉木箱的功率是多大？（2）该斜面的机械效率是多少？（3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？第2页（共31页）4．工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m．求：（1）推力做的功；（2）斜面的机械效率；（3）斜面对物体的摩擦力．5．如图是用滑轮组提升物体A的示意图，物体A受到的重力大小为GA．在匀速竖直提升物体A的过程中，物体A上升的速度大小为vA，滑轮组的机械效率为η．已知：GA=400N，vA=0.4m/s，η=80%，绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计．求：（1）绳子自由端的速度大小v绳；（2）动滑轮所受的重力大小G动；（3）拉力F做功的功率P．6．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30kg，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．第3页（共31页）7．如图所示，建筑工地上有一批建筑材料需要运往高处，已知建筑材料的质量m=80kg，卷扬机向下拉绳子的力F=500N，建筑材料上升的速度是1m/s，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，g取10N/kg．求：（1）动滑轮所受的重力G动；（2）滑轮组的机械效率η；（3）卷扬机向下拉力F的功率．8．如图所示，工人用250N的力F将质量为40kg的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，求：（1）重物受到的拉力大小和动滑轮重；（2）拉力做功的功率；（3）滑轮组的机械效率．9．如图所示，是小型建筑工地上使用的罐笼式提升机，提升机机械由两个定滑轮、一个动滑轮和罐笼几个部件构成，用它能把建筑材料从低处匀速提升到高处．如果罐笼和动滑轮的总质量为120kg，一次提升建筑材料360kg，提升高度为l0m，不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力，（g取10N/kg）求：（1）钢丝绳的拉力；（2）该提升机此次提升建筑材料的机械效率．10．用如图所示的滑轮组，将重1200N的物体A在100s的时间里匀速竖直提升10m，已知在这个过程中，拉力F做功的功率为150W．不计绳重和滑轮与轴的摩擦．求：（1）拉力F所做的有用功（2）滑轮组的机械效率η第4页（共31页）11．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A上升的速度vA为0.1m/s，不计绳重和滑轮与轴的摩擦．求：（1）动滑轮所受的重力G动；（2）拉力F做功的功率P．（3）滑轮组的机械效率η．12．如图所示，是一辆小车通过滑轮组匀速提升物体的装置图．与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N，小车拉动绳子的最大功率为15KW．物体A重GA=1600N，动滑轮重G动=400N．不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦．则：（1）物体A匀速提升2m的过程中，小车所做的有用功W有用为多少？（2）滑轮组提升物体A时的机械效率η为多大？（3）若要求被提升重物以v=1m/s的速度匀速上升，则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重力Gm为多大？13．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中一个边长为50cm的正方体物体拉至井口的装置图．已知井深12m，物体质量m=6×102kg，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的力F=2.5×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍．（g=10N/kg）求：（1）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多少功？（2）滑轮组的机械效率为多少？（3）若汽车运动的速度为3m/s，汽车牵引力的功率为多少？（4）物体被拉上来静置在井口地面上时，对地面的压强是多少？第5页（共31页）14．工人用图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，g=10N/kg．（1）从图乙中看出，建材重400N时，滑轮组的机械效率为50%，则动滑轮重为多少？（2）若某次运送建材的质量为50kg，则建材的重力是多少？（3）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为300N，求拉力的功率；（4）当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？15．如图所示，重350N的物体在100N的拉力作用下10秒钟上升30cm，若不计摩擦和绳子重，求：（1）物体上升速度；（2）拉力的功率；（3）若物体再增加100N，滑轮组的机械效率为多大．16．某建筑工地的工人师傅用如图所示的滑轮组提升质量为72kg的重物A，当工人师傅对绳子施加300N的拉力时，物体A以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg求：（1）拉力F的功率（2）滑轮组的机械效率．17．如图所示，重为1140N的物体，工人师傅用600N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2m/s，提升到指定的位置需要0.5min．（不计摩擦及绳重）（1）工人师傅拉绳的功率是多大？（2）滑轮组的机械效率是多大？第6页（共31页）18．底面积100cm2的物体静止在水平地面上，对地面的压强为2×105Pa，用如图所示的滑轮组在5s内将物体匀速竖直提升3m，已知滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦．（g=10N/kg）求：（1）物体的质量；（2）拉力F的功率；（3）用此滑轮组匀速竖直提升250N的重物，需要多大的拉力．19．一名质量为70kg的工人，用如图所示的装置提升一堆砖，已知托板重200N，每块砖重100N，不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力．当工人提升10块砖时，此装置的机械效率为80%，（g取10N/kg）求：（1）动滑轮重力；（2）利用此装置提升砖块的最高机械效率．20．如图所示，滑轮组在拉力F的作用下，拉着重300N的物体A以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动的过程中，物体A所受的滑动摩擦力为70N，拉力F的功率P=80W（不计绳重和摩擦）．求：（1）物体A的质量．（2）拉力F的值．（3）滑轮组的机械效率．21．如图1所示，物体A重为16N置于水平桌面上，在拉力F的作用下，5s内匀速直线运动了0.5m．图2是拉力F做的功随时间变化的图象．物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.2倍．求：（1）物体A的速度．（2）5s内拉力F对物体A做的有用功．（3）滑轮组的机械效率η．第7页（共31页）22．如图所示，每个滑轮重均为20N，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在20s内物体移动了4m，拉力F做的功为1280J．（不计绳重及机械内部摩擦）求：（1）拉力F的功率（2）滑轮组的机械效率．23．某科技小组设计了如图甲所示的装置，将水中长方体A匀速提升至空中，所用拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图象如图乙所示．已知A的质量为68kg，底面积为0.08m2，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，不计绳重、摩擦和水的阻力．求：（1）A受到的重力；（2）A离开水面后滑轮组的机械效率；（3）动滑轮的总重；（4）A的密度．24．小雨重600N，每只脚地面的接触面积是2×10﹣2m2．如图，他站在水平地面上用滑轮组提升重物（不计绳重和摩擦）．（1）如图甲所示，小雨将物体A匀速提高2m做的有用功为420J，滑轮组的机械效率为87.5%．求：①物重GA是多少？②小雨对水平地面的压强是多少？（2）如图乙所示，重440N、高0.5m、密度为8.8×103kg/m3的实心物块B沉在水池底，池底受到水的压强为2×104Pa．小雨用此滑轮组将池底的物块B匀速缓慢地提升（不计水的阻力），直到其上表面与水面相平为止，用时30s．求：他拉绳的功率是多少？第8页（共31页）25．如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象．A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N，滑轮组的机械效率为80%，A上升的速度始终为0.1m/s．（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流灯因素的影响），求：（1）长方体A的重力；（2）长方体A未露出水面时受到的浮力；（3）长方体A静止在江底时上表面受到的水的压强；（4）长方体A未露出水面时滑轮组的机械效率．26．如图，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA=0.3m，OB=0.2m．A处挂一个质量为2kg的物体G，B处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则：（1）物体G的重力大小为多少？（2）F的大小为多少？27．如图所示，质量为80kg，边长为20cm的正方体物块A置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且BC=3BO．在C端用F=120N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且绳被拉直：（绳重不计，g取10N/kg）求：此时（1）绳对B端的拉力F拉；（2）物体A对地面的压强p．第9页（共31页）28．杠杆平衡时，动力F1的大小为2N，动力臂L1为0.5m，阻力臂L2为0.1m，求阻力F2的大小．29．如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，杠杆长0.4米，在它的中点B处挂一重30牛的物体G．若在杠杆上A端施加竖直方向的力F，使杠杆在水平位置平衡，求F的大小为多少牛？第10页（共31页）简单机械滑轮组初中物理组卷参考答案与试题解析一．计算题（共30小题）1．建筑工地上，需要利用拖拉机和滑轮组（如图所示）将质量为1.2×103kg的物体，拉到长100m，高50m的斜面顶端，测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机的水平拉力为4×103N，g=10N/kg，不计绳重及滑轮与绳、轴间的摩擦．（1）在图中画出物体对斜面压力F的示意图；（2）对物体做的有用功，以及此时滑轮组与斜面组合的机械效率；（3）若动滑轮重1000N，物体所受摩擦力的大小；（4）若拖拉机的最大输出功率为12kW，求拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度．【解答】解：（1）物体对斜面的压力作用在斜面上，方向垂直斜面向下，压力F的示意图如图所示：；（2）已知物体质量和斜面高，对物体做的有用功：W有=Gh=mgh=1.2×103kg×10N/kg×50m=6×105J；由图可知，滑轮组中有两段绳子通过动滑轮，即n=2，将物体拉上斜面时，拖拉机通过距离s=2L=2×100m=200m，拉力总功：W总=F拉s=4×103N×200m=8×105J，所以拉动物体时的机械效率：η=×100%=×100%=75%；（3）根据W总=W有+W额可得额