2021年中考物理考點(diǎn)提升訓(xùn)練-簡(jiǎn)單機(jī)械計(jì)算

2021年中考物理考點(diǎn)提升訓(xùn)練一一簡(jiǎn)單機(jī)械計(jì)算

1.(2021大連模擬)如圖所示、利用滑輪組裝置勻速拉動(dòng)水平面上的物體。已知物體在水

平面上受到

的滑動(dòng)摩擦力為物體重力的0.1倍，2s內(nèi)物體被勻速拉動(dòng)1m。當(dāng)物體的質(zhì)量為

6kg時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為80%,不計(jì)繩重和繩與輪之間的摩擦。(gM10N/kg)

求：

(1)物體靜止在水平面時(shí)的受力面積為0.5m?,物體對(duì)水平面的壓強(qiáng)；

(2)動(dòng)滑輪的重力：

(3)拉力F的功率。

2.(2021沈陽(yáng)模擬)小雨受到的重力為640N,他站立在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.6

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

(1)小雨的質(zhì)量為多少千克？

(2)小雨一只鞋子的底面積約為多少平方米？

(3)當(dāng)他用如圖所示的不計(jì)繩重和摩擦的滑輪組，勻速提升某物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率

為90%,此時(shí)他對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為6XU)3pa,求動(dòng)滑輪的質(zhì)量為多少？

3.(2021湘潭模擬)如圖，塔式起重機(jī)上的滑輪組將重為1.2X10%的重物勻速吊起2m時(shí),

滑輪組的機(jī)械效率為80%,

(1)求提升重物做的有用功；

(2)求繩端的拉力；

(3)若動(dòng)滑輪的重力為400N,求克服摩擦和鋼絲繩重所做的功。

4.(2021青島模擬)如圖所示的是農(nóng)村曾用的舂米工具的結(jié)構(gòu)示意圖.桿AB可繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),

桿右端均勻柱形物體的長(zhǎng)度與桿右側(cè)的0B相等為0.5m,桿AB所受的重力不計(jì)，柱形物體

的質(zhì)量為18kg,下端與米槽的接觸面積為7.5X10%2,當(dāng)作用在A的豎直向下的力為F時(shí),

桿AB在水平位置處于平衡狀態(tài)，柱形物體對(duì)槽的壓力為零.求：(0A=20B,g<10N/kg,

認(rèn)為阻力臂為OB)

(1)畫出F的力臂1.

(2)當(dāng)作用在A的力豎直向下且大小為F/2時(shí)，柱形物體對(duì)米槽的壓強(qiáng).

5.(2021普寧模擬)工人師傅利用如圖甲所示的滑輪組搬運(yùn)石材，質(zhì)量為L(zhǎng)gXIO'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勻速直線運(yùn)動(dòng)，其路程隨時(shí)間變化的

圖像如圖乙所示。石材在水平方向上受到的阻力為石材重的0.1倍，滑輪組的機(jī)械效率為

75%,滑輪組和繩子的自重不計(jì)。(g=10N/kg)求:

(1)石材受到的阻力；

(2)在石材移動(dòng)10s過(guò)程中，工人做的有用功;

(3)在石材移動(dòng)10s過(guò)程中，工人作用在繩子自由端的拉力F。

6.(2021衡陽(yáng)模擬)如圖所示，若兩物體所受重力均為20牛且勻速上升1米，不計(jì)摩擦和

滑輪重力，試問(wèn):

(1)滑輪A相當(dāng)于一個(gè)杠桿？

(2)力Fz的大小是多少？

(3)在此過(guò)程中，F(xiàn)z所做的功是多少？

Fi

7.(2021煙臺(tái)模擬)2019年夏天，受臺(tái)風(fēng)“利奇馬”影響，東營(yíng)地區(qū)遭遇暴風(fēng)雨的襲擊，

某工廠內(nèi)放在圓柱形容器中的正方體實(shí)心金屬塊被雨水淹沒(méi)，正方體實(shí)心金屬塊棱長(zhǎng)為

0.2m,質(zhì)量為64kg,如圖甲所示，金屬塊靜止在容器底部(金屬塊與容器底部并未緊密接

觸)。金屬塊露出水面前，求：

(1)金屬塊的密度；

(2)金屬塊受到的浮力；

(3)金屬塊對(duì)容器底部的壓強(qiáng)；

(4)金屬塊的下表面距水面的距離是1m,求金屬塊下表面受到的液體壓強(qiáng)；

(5)金屬塊離開(kāi)水面后，繩子自由端的拉力是400N,求滑輪組的機(jī)械效率是多少？(P本

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

甲

8.（2021畢節(jié)模擬）如圖是水位裝置的示意圖。該裝置主要由滑輪C、D,物體A、B以及

輕質(zhì)杠桿MN組成。物體A通過(guò)細(xì)繩與滑輪C相連，物體B通過(guò)細(xì)繩與杠桿相連。杠桿可以

繞支點(diǎn)0在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿始終在水平位置平衡，且MO：MN=1：3.物體B受到的

重力為100N,A的底面積為0.04m2,高1m。當(dāng)物體A恰好浸沒(méi)在水中時(shí)，物體B對(duì)電子秤

的壓力為西；若水位下降至物體A恰好完全露出水面時(shí)，物體B對(duì)電子秤的壓力為Fz,已

知：F1：F2=6：1.滑輪重、滑輪與轉(zhuǎn)軸的摩擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計(jì)。求:

(1)物體A完全浸沒(méi)時(shí)，A受到的浮力F浮。

(2)物體A的密度PA。

(3)當(dāng)物體A有部分浸入水中時(shí)，如果把細(xì)繩由N端向左移動(dòng)到N'處，電子秤的示數(shù)恰

好為零，NN'：MN=1：6,此時(shí)物體A浸在水中的體積V冬

9.(2021貴州模擬)如題圖所示，質(zhì)量為960kg、底面積為0.5m?的石材4放在水平地

面上，利用滑輪組水平拉動(dòng)4,使其在20s的時(shí)間內(nèi)勻速向墻靠近了4m,水平拉力4500

N,不計(jì)繩、滑輪組的質(zhì)量以及繩與滑輪組之間的摩擦，g取10N/kg.求：

(1)4對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；

(2)4在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到摩擦力的大小；

(3)拉力尸的功率.

F

10.(2021佳木斯模擬)如圖所示，是一輛汽車通過(guò)滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝

置圖。已知井深12m,物體重6=6X10^,汽車重G車=3X10%,汽車勻速拉繩子時(shí)的拉力

F^^XIOU汽車受到的阻力為車重的0.1倍。求：

(1)若汽車運(yùn)動(dòng)的速度為3m/s,將物體由井底拉至井口需要的時(shí)間；

(2)將物體從井底拉至井口的過(guò)程中，汽車?yán)K子的拉力對(duì)滑輪組做的功；

(3)滑輪組的機(jī)械效率(保留一位小數(shù))；

(4)汽車牽引力的功率。

11.（2021日照模擬）在某次河道治理的行動(dòng)中，發(fā)現(xiàn)了一塊重為2義10%的花崗巖沉在河

底，為了把它打撈上來(lái)，現(xiàn)用滑輪組將這塊浸沒(méi)在水中的花崗巖以0.5m/s的速度勻速提起，

動(dòng)滑輪重為4X103N,如圖所示?；◢弾r沒(méi)有露出水面時(shí)，繩端的拉力為8X103N.不計(jì)繩

重、摩擦及水的阻力。求：

（1）設(shè)花崗巖露出水面前后滑輪組的機(jī)械效率分別為m、112,比較5、TH的大小，則有

n1T]2（大于、等于、小于）。

（2）花崗巖浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí)，拉力的功率。

（3）花崗巖的密度。

12.（2021東營(yíng)模擬）如圖所示，某工人重600N,站在水平面上，用100N的拉力向下勻速

拉動(dòng)繩子，提起一浸沒(méi)在水中體積為1.2X10-2m3,重360N的物體。（物體始終浸沒(méi)在水中，

且忽略水對(duì)物體的阻力，P*=lX103kg/m\g=10N/kg）求:

(1)已知工人雙腳與地面的總接觸面積是3Xl()7m2,工人沒(méi)有拉動(dòng)繩子時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng);

(2)物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力;

(3)提起物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率。

13.(2021沈陽(yáng)模擬)如圖所示是某型號(hào)的小型家用起吊機(jī)(適用于農(nóng)村和小型企業(yè))，若

用此起吊機(jī)起吊200kg的物體勻速上升，正常工作30s,則

額定負(fù)載額定電壓電機(jī)功率起升速度

200kg220V850W12m/min

(1)物體上升多高？(2)起吊機(jī)對(duì)物體做了多少功？

(3)此過(guò)程中起吊機(jī)的機(jī)械效率是多大？(結(jié)果保留一位小數(shù))

14.(2021泰安模擬)工人用滑輪組提升水中物體A,如圖所示，當(dāng)物體A完全在水面下被

勻速提升的過(guò)程中，工人對(duì)繩子豎直向下的拉力為220N.當(dāng)物體A完全打撈出水面后被勻

速提升的過(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率為n,工人對(duì)繩子豎直向下的拉力為F.巴知：物體A

所受重力為1000N,體積為8.OXIO-W,水的密度為P*=1.OXlOWm3.滑輪與軸的摩擦、

水的阻力以及繩重不計(jì)，gM10N/kgo求：

(1)物體A完全在水面下時(shí)受到的浮力；

(2)工人對(duì)繩子豎直向下的拉力F；

(3)滑輪組的機(jī)械效率n(結(jié)果保留一位小數(shù))。

15.（2021南京模擬）圖甲是《天工開(kāi)物》中記載的三千多年前在井上汲水的桔棒，其示意

圖如圖乙。輕質(zhì)杠桿的支點(diǎn)O距左端L|=0.5m,距右端L2=0.2m。在杠桿左端懸掛重力為

20N的物體A,右端掛邊長(zhǎng)為0.1m的正方體B,杠桿在水平位置平衡時(shí)，正方體B對(duì)地面

的壓力為20N。（g取10N/kg）求：

（1）此時(shí)杠桿右端所受拉力大小為多少N?

（2）正方體B的密度為多少kg/n??

（3）若該處為松軟的泥地，能承受的最大壓強(qiáng)為4XlO^Pa,為使杠桿仍在水平位置平衡，

物體A的重力至少為多少N?

16.（2021濰坊二模）一輛汽車不慎陷入泥坑，司機(jī)用圖所示的滑輪組將汽車拖出。（泥坑

可近似看成水平面），在此過(guò)程中汽車勻速移動(dòng)了1m,共用時(shí)5s,已知汽車所受阻力為1200N,

司機(jī)師傅的拉力功率為300W,在考慮滑輪組摩擦阻力影響因素條件下，求：

(1)司機(jī)師傅的拉力為多大？

(2)滑輪組的機(jī)械效率是多少？

(3)如圖，汽車勻速拉動(dòng)時(shí)，汽車連同物體總重2t,每個(gè)車輪與地面的接觸面積為100cm2,

求此時(shí)汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)？

2021年中考物理考點(diǎn)提升訓(xùn)練——簡(jiǎn)單機(jī)械計(jì)算參考答案

1.(2021大連模擬)如圖所示、利用滑輪組裝置勻速拉動(dòng)水平面上的物體。已知物體在水

平面上受到

的滑動(dòng)摩擦力為物體重力的0.1倍，2s內(nèi)物體被勻速拉動(dòng)1m。當(dāng)物體的質(zhì)量為

6kg時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為80%,不計(jì)繩重和繩與輪之間的摩擦。(gM10N/kg)

求：

(1)物體靜止在水平面時(shí)的受力面積為0.5m?,物體對(duì)水平面的壓強(qiáng)；

(2)動(dòng)滑輪的重力：

(3)拉力F的功率。

【答案】解：

(1)物體靜止在水平面時(shí)對(duì)水平面的壓力：

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

則物體對(duì)水平面的壓強(qiáng)：

p=E=--6°N=120Pa。

S0.5m

(2)由圖可知，滑輪組由3段繩子拉著動(dòng)滑輪,

由題知，物體受到的摩擦力：

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

W有用一fS

因?yàn)閚=

W總F,nsnF

故自由端的拉力F=6N=2.5N,

3XT]3X80%

不計(jì)繩重和繩與輪之間的摩擦，由F=L(G動(dòng)+f)得動(dòng)滑輪的重力:

3

G動(dòng)=3F-f=3X2.5N-6N=1.5N?

(3)繩子自由端移動(dòng)的距離s?t=3s物=3Xlm=3in,

則拉力做的功W=Fs=2.5NX3m=7.5J,

故拉力的功率為:

p-V-7.5J=3.75W?

t2s

答：(1)物體對(duì)水平面的壓強(qiáng)為120Pa；

(2)動(dòng)滑輪的重力為1.5N：

(3)拉力F的功率為3.75W。

2.(2021沈陽(yáng)模擬)小雨受到的重力為640N,他站立在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.6

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

(1)小雨的質(zhì)量為多少千克？

(2)小雨一只鞋子的底面積約為多少平方米？

(3)當(dāng)他用如圖所示的不計(jì)繩重和摩擦的滑輪組，勻速提升某物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率

為90%,此時(shí)他對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為6Xl()3pa,求動(dòng)滑輪的質(zhì)量為多少？

【答案】解:

(1)根據(jù)G=mg知，小雨的質(zhì)量為:

G640N

=64kg；

SlON/kg

(2)因?yàn)樵谒矫嫔?

所以壓力等于重力，即F=G=640N,

由P=￡得，小雨站立時(shí)地面的受力面積：

s

S=工=——_=o.04m2,

4

P1.6X10pa

小雨一只鞋子的底面積約為：

S'=As=AxO.04m2=0.02m2；

22

(3)勻速提升物體時(shí)，小雨對(duì)地面的壓力:

F，=p'S=6X103PaX0.04m2=240N,

小雨對(duì)繩子的拉力：

z

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

由圖知，使用的滑輪組，n=3,

因?yàn)榇藭r(shí)滑輪組的機(jī)械效率n=學(xué)_=生=?=且

用總FsF3h3F

所以物體的重力：

G物=3F拉n=3X400NX90%=1080N；

因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，

所以F拉=」"(G物+G動(dòng))，

3

所以G動(dòng)=3Fii-G物=3X400N-1080N=120N,

動(dòng)滑輪的質(zhì)量為:

6動(dòng)_120N

m動(dòng)=12kg

T--lON/kgo

答：⑴小雨的質(zhì)量為64kg；

(2)小雨一只鞋子的底面積約為0.02平方米;

(3)動(dòng)滑輪的質(zhì)量為12kg。

3.(2021湘潭模擬)如圖，塔式起重機(jī)上的滑輪組將重為1.2X104的重物勻速吊起2m時(shí),

滑輪組的機(jī)械效率為80%,

(1)求提升重物做的有用功;

(2)求繩端的拉力;

(3)若動(dòng)滑輪的重力為400N,求克服摩擦和鋼絲繩重所做的功。

【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%可得拉力做的總功:

W總

W有用2.4Xl()4j

4

W總==3X10J；

80%80%

由圖可知，承擔(dān)物重繩子股數(shù)n=3,繩子自由端移動(dòng)的距離：s=3h=3X2m=6m；

由W?=Fs可得拉力:

F=義且立=5000N；

s6m

(3)對(duì)動(dòng)滑輪、克服摩擦和鋼絲繩重所做的額外功:

W?=W總-W彩用=3X10a-2.4X104J=6000J,

提升動(dòng)滑輪做的額外功：

WS1=Gah=400NX2m=800J,

克服摩擦和鋼絲繩重所做的額外功：

W?2=W?-WSI=6000J-800J=5200J.

答：(1)提升重物做的有用功為2.4X10，J；

(2)繩端的拉力為5000N；

(3)克服摩擦和鋼絲繩重所做的功為5200J.

4.(2021青島模擬)如圖所示的是農(nóng)村曾用的舂米工具的結(jié)構(gòu)示意圖.桿AB可繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，

桿右端均勻柱形物體的長(zhǎng)度與桿右側(cè)的0B相等為0.5m,桿AB所受的重力不計(jì)，柱形物體

的質(zhì)量為18kg,下端與米槽的接觸面積為7.5X10V,當(dāng)作用在A的豎直向下的力為F時(shí)，

桿AB在水平位置處于平衡狀態(tài)，柱形物體對(duì)槽的壓力為零.求：(0A=20B,gM10N/kg,

認(rèn)為阻力臂為OB)

(1)畫出F的力臂1.

(2)當(dāng)作用在A的力豎直向下且大小為F/2時(shí)，柱形物體對(duì)米槽的壓強(qiáng).

【答案】(1)如圖(2)1.2X104Pa

【解析】

(1)從支點(diǎn)0向尸的作用線作垂線，垂線段的長(zhǎng)度即為其力臂1,如下圖所示:

(2)柱形物體的重力：

會(huì)蛇18kgX10N/kg=180N,

當(dāng)作用在A的豎直向下的力為尸時(shí)，桿AB在水平位置處于平衡狀態(tài)，且處2加，

由杠桿平衡條件^1產(chǎn)用心可得，力F的大小：b=Gx言=180Nx；=90N；

l()AL

當(dāng)作用在A點(diǎn)處的力為《時(shí)，由杠桿平衡條件可得|Fl0A=F&lOB,

.Fl.90N2

則柱形物體所受B點(diǎn)的拉力：o=x-=90N,

,IOB'1

柱形物體對(duì)米槽的壓力：尸壓=小尸拉=180N-90N=90N,

柱形物體對(duì)米槽的壓強(qiáng)：〃=維=-9°N.,^1.2xlO4Pa.

S7.5x10-3m2

答：(1)尸的力臂如上圖所示；

(2)當(dāng)作用在A的力豎直向下且大小為土?xí)r，柱形物體對(duì)米槽的壓強(qiáng)為1.2X104Pa.

2

5.(2021普寧模擬)工人師傅利用如圖甲所示的滑輪組搬運(yùn)石材，質(zhì)量為L(zhǎng)8Xl()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勻速直線運(yùn)動(dòng)，其路程隨時(shí)間變化的

圖像如圖乙所示。石材在水平方向上受到的阻力為石材重的0.1倍，滑輪組的機(jī)械效率為

75%,滑輪組和繩子的自重不計(jì)。(g=10N/kg)求：

(1)石材受到的阻力；

(2)在石材移動(dòng)10s過(guò)程中，工人做的有用功；

(3)在石材移動(dòng)10s過(guò)程中，工人作用在繩子自由端的拉力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)由乙圖可得，在t=10s內(nèi)石材移動(dòng)的距離s=1.Oni,

由于石材做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到的拉力和阻力是一對(duì)平衡力，大小相等，

則滑輪組對(duì)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，工人做的總功：W?==180QJ=2400J,

W總刊75%

由圖知，n=3,工人電力端移動(dòng)的距離：SF=3S1=3X1.0m=3m,

由W^=Fs可得，工人的拉力：F=-=^^Jl=800No

Sp3m

答：⑴石材受到的阻力為1800N；

(2)在石材移動(dòng)10s過(guò)程中，工人做的有用功為2400J；

(3)在石材移動(dòng)10s過(guò)程中，工人作用在繩子自由端的拉力為800N。

6.(2021衡陽(yáng)模擬)如圖所示，若兩物體所受重力均為20牛且勻速上升1米，不計(jì)摩擦和

滑輪重力，試問(wèn)：

(1)滑輪A相當(dāng)于一個(gè)杠桿？

(2)力Fz的大小是多少？

(3)在此過(guò)程中，F(xiàn)z所做的功是多少？

(1)滑輪A是一個(gè)定滑輪，實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿；

(2)滑輪B是一個(gè)動(dòng)滑輪，不計(jì)摩擦和滑輪重力，F(xiàn)2=1G=AX20N=10N；

22

(3)右圖中繩段移動(dòng)的距離：s=2h=2Xlm=2m,

Fz所做的功：W=F2s=20NX2m=20Jo

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

7.(2021煙臺(tái)模擬)2019年夏天，受臺(tái)風(fēng)“利奇馬”影響，東營(yíng)地區(qū)遭遇暴風(fēng)雨的襲擊,

某工廠內(nèi)放在圓柱形容器中的正方體實(shí)心金屬塊被雨水淹沒(méi)，正方體實(shí)心金屬塊棱長(zhǎng)為

0.2m,質(zhì)量為64kg,如圖甲所示，金屬塊靜止在容器底部(金屬塊與容器底部并未緊密接

觸)。金屬塊露出水面前，求：

(1)金屬塊的密度；

(2)金屬塊受到的浮力；

(3)金屬塊對(duì)容器底部的壓強(qiáng)；

(4)金屬塊的下表面距水面的距離是1m,求金屬塊下表面受到的液體壓強(qiáng)；

(5)金屬塊離開(kāi)水面后，繩子自由端的拉力是400N,求滑輪組的機(jī)械效率是多少？(P水

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

—d昌三

怯HI閡

甲乙

【答案】解：(1)金屬塊的體積：

333

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

則金屬塊的密度：

P4=—=—64k=8X103kg/m3；

V金8X10fm3

(2)因物體浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)液體的體積和自身的體積相等，

所以，金屬塊排開(kāi)水的體積V#=V/=8Xlowin',

則金屬塊受到的浮力：

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

(3)金屬塊的重力：

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

因金屬塊對(duì)容器底的壓力和容器底對(duì)金屬塊的支持力是一對(duì)相互作用力,

所以，金屬塊對(duì)容器底部的壓力：

FE=Fi=G-F浮=640N-80N=560N,

正方體金屬塊的底面積(受力面積)：

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

金屬塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)：

p=^=560M=1.4X104Pa；

S0.04m2

(4)金屬塊下表面受到的液體壓強(qiáng)：

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

(5)由圖可知繩子的股數(shù)n=2,則滑輪組的機(jī)械效率：

有

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

W心m、FsFnhnF2X400N

答：(1)金屬塊的密度為8X103kg/m3；

(2)金屬塊受到的浮力為80N；

(3)金屬塊對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為1.4Xl()4pa；

(4)金屬塊下表面受到的液體壓強(qiáng)為IXIO'Pa；

(5)金屬塊離開(kāi)水面后，滑輪組的機(jī)械效率是80%。

8.(2021畢節(jié)模擬)如圖是水位裝置的示意圖。該裝置主要由滑輪C、D,物體A、B以及

輕質(zhì)杠桿MN組成。物體A通過(guò)細(xì)繩與滑輪C相連，物體B通過(guò)細(xì)繩與杠桿相連。杠桿可以

繞支點(diǎn)0在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿始終在水平位置平衡，且MO：MN=1：3.物體B受到的

重力為100N,A的底面積為0.04m?,高1m。當(dāng)物體A恰好浸沒(méi)在水中時(shí)，物體B對(duì)電子秤

的壓力為R；若水位下降至物體A恰好完全露出水面時(shí)，物體B對(duì)電子秤的壓力為Fz,已

知：F.：F2=6：1.滑輪重、滑輪與轉(zhuǎn)軸的摩擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計(jì)。求:

(1)物體A完全浸沒(méi)時(shí)，A受到的浮力F浮。

(2)物體A的密度PA。

(3)當(dāng)物體A有部分浸入水中時(shí)，如果把細(xì)繩由N端向左移動(dòng)到N'處，電子秤的示數(shù)恰

好為零，NN'：MN=1：6,此時(shí)物體A浸在水中的體積V冬

【答案】解：(1)物塊A的體積：V*=0.04m2Xlm=0.04m3,

3

物塊A浸沒(méi)水中，排開(kāi)水的體積：V#=VA=0.04m,

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

(2)當(dāng)物體A恰好浸沒(méi)在水中時(shí)，設(shè)此時(shí)N端受到的拉力為小,物體B對(duì)電子秤的壓力

FI=GB-FNI?

則杠桿N端受到的拉力：FM=GB-FI,

因左端動(dòng)滑輪上承重的繩子段數(shù)n=4,則杠桿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?yàn)楦軛U平衡，所以FMILOM=FMLON,

則：—(GA-FS)Xl=(GB-FI)X2,

4

化簡(jiǎn)并代入數(shù)據(jù)可得：GA-400N=800N-8F”

所以Fi=\(1200N-GA)------------------①

o

當(dāng)物體A恰好完全露出水面時(shí)，物體B對(duì)電子秤的壓力F2=GB-FN2,

則杠桿N端受到的拉力：&=GB-F2,

杠桿M端受到的拉力：FM2=4-G*；

4

因?yàn)楦軛U平衡，所以FM2LCM=FN2LON,

則：—GAX1=(GB-F)X2,

42

化簡(jiǎn)并代入數(shù)據(jù)可得：GA=800N-8F2,

所以F2=￡(800N-GA)-------------------②

O

由題知F”F2=6：1,

則」(1200N-GA)：-(800N-GA)=6：1,

88

解得：GA=720N,

由G=mg=PVg可得物體的密度：

P尸芻-=-----孕”-------=1.8X103kg/m3；

3

VAg0.04mX10N/kg

(3)如果把細(xì)繩由N端向左移動(dòng)到N，處，如圖：

因?yàn)镹N'：MN=1：6,MO：MN=1：3=2：6。

設(shè)MN=6L,貝i]M0=2L,NN'=1L,

結(jié)合圖示可得ON'=MN-MO-NNZ=6L-2L-L=3L,

所以MO：ON'=2L：3L=2：3；

當(dāng)物體A有部分浸入水中時(shí)，電子秤的示數(shù)恰好為零，杠桿V端受到的拉力：FN3=GB,

此時(shí)杠桿M端受到的拉力：

F?3=-7(GA-F/)；

4

因?yàn)楦軛U平衡，所以Fn3LoM=FN3L?r

則：—(GA-F/)X2=GBX3,

4

即工(720N-F/)X2=100NX3,

4

解得：FJ=120N,

由F浮=。水丫林g得物體浸入水中的體積：

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

P水glX103kg/m3X10N/kg

答：(1)物體A完全浸沒(méi)時(shí)，A受到的浮力為400N；

(2)物體A的密度為1.8X103kg/m3；

(3)當(dāng)物體A有部分浸入水中時(shí)，如果把細(xì)繩由N端向左移動(dòng)到N'處，電子秤的示數(shù)恰

好為零，NN'：MN=1：6,此時(shí)物體A浸在水中的體積為0.012m:

9.(2021貴州模擬)如題圖所示，質(zhì)量為960kg、底面積為0.5n?的石材力放在水平地

面上，利用滑輪組水平拉動(dòng)4,使其在20s的時(shí)間內(nèi)勻速向墻靠近了4m,水平拉力廣=500

N,不計(jì)繩、滑輪組的質(zhì)量以及繩與滑輪組之間的摩擦，g取10N/kg.求：

(1)4對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；

(2)4在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到摩擦力的大?。?/p>

(3)拉力戶的功率.

二........

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

力對(duì)地面的壓力F?=G=9600N

力對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p=§=猾"=19200Pa

DU.bm

（2分）（2）4在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力4242X500N=1000N

（4分）（3）繩子移動(dòng)的距離s=2s.=2X4m=8m

拉力尸做的功lf=Fs=500NX8m=4000J

拉力產(chǎn)的功率-=200W

tZUs

10.（2021佳木斯模擬）如圖所示，是一輛汽車通過(guò)滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝

置圖。已知井深12m,物體重6=6X10%,汽車重G車=3X10^,汽車勻速拉繩子時(shí)的拉力

F=2.2X103N,汽車受到的阻力為車重的0.1倍。求：

（1）若汽車運(yùn)動(dòng)的速度為3m/s,將物體由井底拉至井口需要的時(shí)間；

（2）將物體從井底拉至井口的過(guò)程中，汽車?yán)K子的拉力對(duì)滑輪組做的功；

（3）滑輪組的機(jī)械效率（保留一位小數(shù)）；

（4）汽車牽引力的功率。

【答案】解：

（1）由圖知，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=3,

汽車運(yùn)動(dòng)的速度為v=3m/s,

則物體上升速度：v物=工v=」X3m/s=lm/s,

33

由丫=且得，將物體由井底拉至井口需要的時(shí)間：

t

+_h_121rL_in_

t物-------.....-izs；

v物lm/s

(2)將物體從井底拉至井口的過(guò)程中，繩端移動(dòng)的距離：s=3h=3X12m=36m,

汽車?yán)K子的拉力對(duì)滑輪組做的功：

ff*=Fs=2.2X10^X3601=7.92X104J；

(3)汽車對(duì)物體做的有用功：

W^=Gh=6X103NX12m=7.2X104J；

滑輪組的機(jī)械效率：

W有72X10%

n=—^-X100%=-^―士---X100%^90.9%；

W總7.92X1Q4；

(4)汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受向右的牽引力、向左的繩子拉力和向左的阻力，

根據(jù)力的平衡條件可得牽引力：

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

牽引力做功功率：

P=F率v?=5.2X10^X3111/3=1.56X10^0

答：(1)將物體由井底拉至井口需要12s；

(2)將物體從井底拉至井口的過(guò)程中，汽車?yán)K子的拉力對(duì)滑輪組做了7.92義10號(hào)功；

(3)滑輪組的機(jī)械效率為90.9%；

(4)汽車牽引力的功率為1.56X105。

11.(2021日照模擬)在某次河道治理的行動(dòng)中，發(fā)現(xiàn)了一塊重為2><10飄的花崗巖沉在河

底，為了把它打撈上來(lái)，現(xiàn)用滑輪組將這塊浸沒(méi)在水中的花崗巖以0.5m/s的速度勻速提起,

動(dòng)滑輪重為4X10%,如圖所示?；◢弾r沒(méi)有露出水面時(shí)，繩端的拉力為8X103N.不計(jì)繩

重、摩擦及水的阻力。求：

(1)設(shè)花崗巖露出水面前后滑輪組的機(jī)械效率分別為m、112,比較j、in的大小，則有

n1n2(大于、等于、小于)。

(2)花崗巖浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí)，拉力的功率。

(3)花崗巖的密度。

【答案】解：

(1)花崗巖露出水面前，花崗巖受到水的浮力，滑輪組受到向下的拉力?。换◢弾r露出水

面后，花崗巖不受水的浮力，滑輪組受到向下的拉力大，花崗巖露出水面前后相比，花崗

巖露出水面后相當(dāng)于提升的物重增大，滑輪組的機(jī)械效率變大，則如小于可2；

(2)由圖知，n=2,拉力端移動(dòng)的速度：v=2v物=2X0.5m/s=lm/s,

花崗巖沒(méi)有露出水面時(shí)，繩端的拉力FngXlO%,則拉力的功率：

P=lL=f￡=Fv=8XlO^Xlm/s=8X10^；

tt

(3)不計(jì)繩重、摩擦及水的阻力，花崗巖沒(méi)有露出水面時(shí)，拉力F=/(G+G轉(zhuǎn)-FQ,

花崗巖受到的浮力：

3

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

由F浮=P*V可得花崗巖的體積：

V=V-上工=_______8X103N_______=0,8m)

P水glX103kg/m3X10N/kg

花崗巖的質(zhì)量:

G,2X1Q4N

m==2000kg,

g10N/kg

花崗巖的密度:

33

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

V0.8m3

答：(1)小于；

(2)花崗巖浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí)，拉力的功率為8義10切

(3)花崗巖的密度為2.5Xl()3kg/m3。

12.(2021東營(yíng)模擬)如圖所示，某工人重600N,站在水平面上，用100N的拉力向下勻速

拉動(dòng)繩子，提起一浸沒(méi)在水中體積為1.2X10-/3,重360N的物體。(物體始終浸沒(méi)在水中，

且忽略水對(duì)物體的阻力，P*=lX103kg/m3.g=10N/kg)求：

(1)已知工人雙腳與地面的總接觸面積是3X10-2m2,工人沒(méi)有拉動(dòng)繩子時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)；

(2)物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力；

(3)提起物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率。

【答案】解:

(1)工人沒(méi)有拉動(dòng)繩子時(shí)對(duì)地面的壓力:

Fa=G=600N,

對(duì)地面的壓強(qiáng):

p=—=—6Ql3^—-=2X104Pa；

S3X10-2m2

(2)物體浸沒(méi)水中排開(kāi)水的體積:

V#=V=1.2X10'2m3,

物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力：

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

(3)由圖可知，n=3,

提起物體時(shí)，滑輪組受到的拉力：

F&=Gft-F浮=360N-120N=240N,

提起物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：

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

W心aFsF3h3F3X100N

答：(1)工人沒(méi)有拉動(dòng)繩子時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為2Xl(rPa；

(2)物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力為120N；

(3)提起物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為80%。

13.(2021沈陽(yáng)模擬)如圖所示是某型號(hào)的小型家用起吊機(jī)(適用于農(nóng)村和小型企業(yè))，若

用此起吊機(jī)起吊200kg的物體勻速上升，正常工作30s,則

額定負(fù)菽額定電壓電機(jī)功率起升速度

200kg220V850W12m/niin

(1)物體上升多高？(2)起吊機(jī)對(duì)物體做了多少功？

(3)此過(guò)程中起吊機(jī)的機(jī)械效率是多大？(結(jié)果保留一位小數(shù))

【答案】(1)v=12m/min=0.2m/s；

根據(jù)丫=且可知，物體上升的高度為：h=vt=O.2m/sX30s=6m；

t

(2)起吊機(jī)對(duì)物體做的功為：W=Gh=mgh=200kgX10N/kgX6m=12000J；

(3)電動(dòng)機(jī)所做的功為：W*=Pt=850WX30s=25500J；

則機(jī)械效率為：n=；=燃條-47.1%。

W/33UU.I

答：(1)物體上升6m；

(2)起吊機(jī)對(duì)物體做了12000J的功；

(3)此過(guò)程中起吊機(jī)的機(jī)械效率是47.1%。

14.(2021泰安模擬)工人用滑輪組提升水中物體A,如圖所示，當(dāng)物體A完全在水面下被

勻速提升的過(guò)程中，工人對(duì)繩子豎直向下的拉力為220N.當(dāng)物體A完全打撈出水面后被勻

速提升的過(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率為n,工人對(duì)繩子豎直向下的拉力為F.已知：物體A

所受重力為1000N,體積為S.OXlO-m3,水的密度為P*=1.OXlO—g/n?.滑輪與軸的摩擦、

水的阻力以及繩重不計(jì)，g取10N/kg。求：

(1)物體A完全在水面下時(shí)受到的浮力；

(2)工人對(duì)繩子豎直向下的拉力F；

(3)滑輪組的機(jī)械效率n(結(jié)果保留一位小數(shù))。

【答案】解:

(1)因?yàn)槲矬wA完全在水面下，排開(kāi)水的體積和自身的體積相等,

所以物體A排開(kāi)水的體積：

V#=V=8.OXIO-m3,

受到的浮力：

3323

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

(2)物體A完全在水面下時(shí)受到繩子的拉力：

F拄=GA-F浮=1000N-800N=200N,

由圖知，n=2,滑輪與軸的摩擦、水的阻力以及繩重不計(jì)，此時(shí)拉力F'=2(GA-F浮+G動(dòng))

2

=220N,

則動(dòng)滑輪的重力:

G動(dòng)=2F'-GA+F?=2X220N-1000N+800N=240N,

物體A完全打撈出水面后，拉力：

F=—(GA+Ga)=—(1000N+240N)=620N；

22

(3)滑輪組的機(jī)械效率：

W有用GhGhG1000N

n