计算题02B简单机械的综合计算（含答案详解）.docx

更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 人教版八年级物理下册期末考试题型专题复习 计算题02B 简单机械的综合计算（含答案详解） 附：可能用到的基本公式： 编号 公式 物理量和单位 相关单位及换算 1.速度 S-------路程------m(Km) t-------时间------s(h) V-------速度------m/s (Km/h) 1m=10dm=102cm=103mm=106μm=109nm 1h=60min=3600s 1m/s=3.6Km/h 2.重力 和 密度 G=mg G- ------重力------N m------质量------Kg（g） g------重力常数-----9.8N/Kg V-------体积------m3(cm3) ρ------密度------Kg/m3(g/cm3) 1t=103Kg 1Kg=103g=106mg 1m3=103dm3=106cm3 1L=1dm3, 1mL=1cm3 1g/cm3=1Kg/dm3=103kg/m3 =1t/m3 2.压强 ①固体压强 ②柱形容器底部受到液体压强 F- -----压力------N S- -----受力面积------m2 p-----液体（或固体）压强------Pa ρ------液体（或柱体）密度------kg/m3 g------重力常数-----9.8N/Kg h-------深度（或柱体高度）------m 1N/m2=1Pa 1m2=104cm2 1KPa=103Pa ①液体压强 ②柱体对水平支持面的压强 p=ρgh 3浮力 ①称量法（二次示数法）： F浮=G物—F示； ②压力差法（原因法） ：F浮=F向上—F向下； ③（阿基米德）原理法： F浮=G排=m排g=ρ液gV排； ④（漂浮悬浮）状态法（平衡法）： F浮=G物; F浮------浮力------N G物-----物体的重力------N F示------弹簧测力计示数------N G排------排开液体的重力------N m排------排开液体的质量------Kg ρ液------液体的密度------kg/m3 V排------物体排开液体的体积------m3 g------重力常数-----9.8N/Kg 1t=103Kg 1Kg=103g=106mg 1m3=103dm3 =106cm3 1L=1dm3, 1mL=1cm3 1g/cm3=1Kg/dm3 =103kg/m3=1t/m3 5.做功 w=Fs=Pt W------功------J F------力------N S------距离------m P------功率------w t ------时间------s 6. 简 单 机 械 不计摩擦和机械自重： ①杠杆平衡条件： ②定滑轮： ③动滑轮： ④滑轮组： ⑤斜面： ⑥轮轴： F1------动力（轮上的力）------N F2------阻力（轴上的力）------N l1------动力臂------m l2------阻力臂-----m n------拉动滑轮的绳子段数------无单位 G------物体重力------N L------斜面长度------m H------斜面高度------m R------轮半径------m r------轴半径------m 7. 机 械 效 率 通式： ①竖直提升物体： 不计绳重和摩擦时： ②水平推拉动物体： ③斜面推拉物体： ④水中提升物体（不计绳重摩擦） η------机械效率------无单位 w有------有用功------J w额------额外功------J h------高度------m F------拉（推、动、提）力------N G物------物体重力------N S------动力作用点移动距离------N f------摩擦力------N S物------物体移动距离------m S绳------绳子自由端移动距离------m n------拉动滑轮的绳子段数 1．如图所示，小牛（在前）和弟弟一起拾一个高60cm、长80cm、宽50cm，形状为长方体的箱子。箱子重为100N，箱子各部分质量均匀，两人用力点均在箱子的最前端和最后端且方向竖直向上。 （1）在地面上时，箱子始终保持水平，两人谁用的力更大？分别为多少？（简要说明理由） （2）在上楼梯时，箱子的对角线正好保持水平，两人谁用的力更大？分别为多少？（请通过画图、列式计算） 2．如图所示，杆秤可视为杠杆，提钮处为支点O，若不计其自重，当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状态，已知CO=4厘米，OD=8厘米，秤砣的重力为10牛。本题中g取10牛/千克，求： （1）这杆秤所能测物体的最大重力为80牛，求OB的长度。 （2）当秤砣处于D位置时，被称物体的质量为多少千克？ （3）若有人换了一个质量为0.8千克的秤砣，售出杆秤刻度显示3千克的物品，则物品的实际质量是多少？ 3．如图甲所示是一种塔式起重机上的滑轮组。已知在匀速吊起600kg的货物时，绳端的拉力F是2500N，不计摩擦和绳重，g取10N/kg。 （1）滑轮组的机械效率多大； （2）货物在10s内匀速上升5m，绳端拉力F的功率是多大； （3）图乙中悬吊货物所用动滑轮与图甲中动滑轮质量相同，若配重质量为3t，平衡臂长，起重臂长，当把货物送至最右端且塔臂在水平位置平衡时，求此时货物的质量。 4．如图甲所示，轻质杠杆AB长70cm，可绕O点转动，在A、B两端分别挂有边长为10cm完全相同的两个正方体C、D，OA∶OB=3∶4；杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且均处于紧张状态，此时D对水平地面的压力为4N。（g取10N/kg） （1）物体C的质量； （2）如图乙，当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时，为保持D对水平地面压强不变，支点O应向右移动多长距离； （3）若图乙中容器的底面积为200cm²，剪断A端拉C的绳子后，容器中水对容器底的压强增大了多少Pa。 5．如图所示，地面上某圆柱形容器内装有水，容器底面积为40cm2。将物体B放入容器水中时，B受到的浮力为F1，容器对地面的压力为5N；使用杠杆提起物体B，当杠杆C端挂质量为mA的物体时，杠杆在水平位置恰好平衡，物体B刚好有体积露出水面，此时容器对地面的压力为2.6N，物体B受到的浮力为F2，容器内液面下降了0.5cm。已知：OD∶OC=4∶3，（取I0N/kg）。求： （1）物体B的体积VB； （2）浮力F2； （3）物体B的重力GB； （4）物体A的质量mA。 6．研究物理问题时，往往需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理模型。如图所示，需要把一重量为400N，边长为1m，质量分布均匀的实心立方体，利用翻滚的方法沿直线移动一段距离（已知；计算结果保留一位小数）。求： （1）请在图甲中画出缓慢向右翻滚立方体时，使该立方体下底面刚刚离开水平地面所施加的最小力F的示意图，并计算出最小力F的大小； （2）利用翻滚的方法使立方体翻滚一次（即使原下底面变为左侧面）克服立方体的重力所做功的大小； （3）如果利用翻滚的方法使该立方体沿水平地面直线缓慢翻滚了10m，用了20s，则在这一过程中克服该立方体重力做功的功率大小是多少？ 7．延时服务时，理化趣味实验小组在老师的指导下，动手制作量程为10kg的杆秤。下图甲是小尹制作的杆秤示意图，使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量，此秤最大称量是10kg，秤砣最远可移至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计，AB、BC、BE的长度如图所示（g取10N/kg），同组的荧荧提出可将同一杆秤改造成测量液体密度的工具——密度秤。经防腐处理的合金块重8N，体积100cm3。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中（不接触容器），调节秤砣位置使秤杆水平平衡。荧荧测量情况如图，长0.09m，则点刻度表示的待测液体密度多大？ 8．创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具——密度秤。其中经防腐处理的合金块重8N，体积100cm3，秤砣重2N，秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中（不接触容器），调节秤砣位置使秤杆水平平衡，秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。请解答下列问题（g=10N/kg）： （1）在底面积为100cm2的烧杯内装入20cm深的待测液体，测量情况如图，测得OC长34cm。求秤杆A端受到绳子的拉力大小； （2）C点刻度表示的待测液体密度多大？ （3）以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压强变化多少？ （4）请列出秤砣悬挂位置到秤纽O点距离l与待测液体密度ρ的函数关系式，并说明制成的密度秤刻度是否均匀。 9．如下图所示，一铁块质量为7.9kg，用此装置将铁块从水中吊到图示位置，并保持杠杠AB在水平位置平衡，图中动滑轮重15N。ρ铁=7.9×103 kg/m3，ρ水=1.0×103 kg/m3 （杠杠自重、绳子重及摩擦不计，）求： （1）铁块的上表面在水下10m深处受到水的压强； （2）铁块在水中受到的浮力； （3）保持杠杆AB在水平位置平衡需在B点施加的力F。 10．如图所示，动滑轮重4N，所吊重物B重20N，物体A重240N，此时物体B恰好在20s内匀速下降了2m，不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。求： （1）物体B下降的速度是多大？ （2）水平面对物体A的摩擦力是多大？ （3）要使物体B恰好以0.2m/s的速度匀速上升，则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为多大？ 11．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，用竖直向下的力拉动绳子自由端使物体A匀速上升，提升过程中绳子自由端拉力的功率为。已知物体A重，不计滑轮组的绳重和摩擦。求： （1）提升过程中，该滑轮组的机械效率为多少？ （2）提升过程中，物体A匀速上升的速度是多少？ 12．如图甲是利用滑轮组打捞水池中物体的简化模型示意图。工人用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，物体上升的速度随时间变化的图像如图丙所示。已知物体的质量为80 kg，体积为0.02 m3，物体沉没在水底时上表面距离水面8m，在4~8s内物体上升的竖直高度为2m，绳的质量和体积、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，动滑轮自始至终都未浸入水中＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。求： （1）物体浸没在水中时受到的浮力； （2）物体未打捞前上表面在水中受到的压强； （3）在8s~12s内，滑轮组的机械效率； （4）在0~4s内，物体对池底的压力。 13．如图甲所示是使用汽车通过滑轮组牵引打捞一个质量均匀分布的正方体重物的装置图。已知汽车自重G车＝5×104N，汽车受到的阻力恒为车重的0.1倍，在整个牵引过程中，汽车以恒定的速度向右运动。图乙是此过程中汽车对滑轮组拉力F跟重物提升高度h变化的图像。设h＝0时汽车开始提升重物，当物体完全露出水面后此装置的机械效率为80%，若水面高度不变，忽略水的阻力和钢绳重及滑轮的摩擦（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）。求： （1）物体完全露出水面后汽车的牵引力； （2）重物在水中受到最大的浮力； （3）整个打捞过程中汽车对滑轮组施加的最小拉力F1。 14．为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，物体上升速度v随时间变化关系图像为图（丙），物体上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求： （1）匀速提升物体时，拉力F的功率为多少W?滑轮组的机械效率η为多少? （2）在1~2s内，拉力F做的功W为多少J? 15．一位质量为50kg的建筑工人要把建筑材料运送到楼上，他使用了如图所示的装置进行升降，已知吊篮的质量为4kg。当篮内的建筑材料质量为16kg时，人对绳子的拉力为130N，吊篮在拉力的作用下10s内匀速上升了3m，不计绳重和摩擦。则： （1）动滑轮的重力为多少？ （2）人的拉力做功的功率是多少？ （3）该建筑工人利用该装置运送建筑材料的机械效率最大为多少？ 16．随着疫情防控形势的好转，人民群众的生产生活秩序逐步恢复正常，各地的基础设施项目正在热火朝天的开工建设。如图所示，某建筑工地上，工人通过固定在斜面顶端的滑轮组把工件匀速拉上斜面。已知斜面高，长，工人施加的拉力，工件的质量，工件沿斜面上升的速度；若不计工件和滑轮组长度，忽略绳和动滑轮重量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦，g取10N/kg。求： （1）拉力F做功的功率P； （2）整个装置的机械效率； （3）工件所受斜面的摩擦力f。 17．为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处。小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置。当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图像如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求： （1）动滑轮的重力是多少？ （2）在1~2s内，绳子自由端通过的距离是多少？ （3）在0~1s内，地面对重物的支持力是多少？ 18．有一根绳子，通过如图甲所示的滑轮组，能够提起的最重物体是A，物体再重绳子将断裂（不计绳重和摩擦）。求： （1）将A匀速提高2m做的有用功为740J，则物重GA=？ （2）若此时滑轮组机械效率为92.5%，人的体重为600N，每只脚与地面接触面积为2×10﹣2m2，则人对地面的压强p地=？ （3）若用这根绳子和这些滑轮，组成图乙所示滑轮组，利用它从水中缓慢匀速提起（不计水的阻力）一个边长为3×10﹣1m的正方体B，当提到B的下表面所受水的压强为2×103Pa时，绳子断裂。则正方体B的密度ρB=？ 19．如图所示是打捞物体的模拟装置。电动机带动钢丝绳自由端以恒定的速度匀速拉动滑轮组，经过5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到海面，物体在海面下匀速上升的过程中，该滑轮组的效率为90%，此时电动机的输出功率为800W（不计物体的高度、动滑轮体积、绳重和摩擦，ρ物＝8.2×103kg/m3，g取10N/kg，ρ海水取1.0×103kg/m3）。求： （1）物体浸没在海水中受到的浮力； （2）动滑轮的总重力； （3）物体在海底时受到海水的压强； （4）物体离开海面后电动机的输出功率。 20．工人用滑轮组提升水中物体A，如图所示，当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为220N。当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为F。已知：物体A所受重力为1000N，体积为8.0×10-2m3，水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。滑轮与轴的摩擦、水的阻力以及绳重不计。求： （1）物体A完全在水面下时受到的浮力； （2）物体A完全在水面下时受到绳子的拉力； （3）工人对绳子竖直向下的拉力F。 21．某桥梁施工队的工人用如图所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件。已知工件的质量为100kg，工人的质量为70kg。工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为5∶2。若不计摩擦、绳重、动滑轮及水的阻力，已知水的密度为1×103 kg/m3 。g取10N/kg。 求：（1）工件浸没在水中时所受的浮力F浮； （2）工件的密度 22．如图所示，质量为60kg的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向1s匀速运动10cm，已知运动中物体A受到地面的摩擦阻力为物体重力的0.3倍，动滑轮重50N，不计绳重、滑轮间的摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上。求： （1）绳子自由端运动的速度。 （2）人对地面的压力。 （3）此滑轮组机械效率。 23．体重为600N的小明用如图甲所示的滑轮组提升物体；已知被提升的物体重为850N，小明用拉力F将物体以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示；不计绳重和摩擦，求： （1）滑轮组所做的有用功； （2）小明对绳的拉力F； （3）动滑轮的重力； （4）若想提高该滑轮组的机械效率，则可以采取的措施有哪些？（写出一种即可） 24．如图所示是用滑轮组提升浸在水中的物体（物体不吸水），已知G物=300N，圆柱形容器底面积S=600cm2，当物体浸没在水中时水的深度为90cm，物体被提升至完全离开水面后（物体表面不附有水），水的深度为80cm。若物体浸没在水中被匀速提升时，滑轮组的机械效率为80%（不计绳重、绳子与滑轮之间的摩擦和水的阻力）。求： （1）物体浸没在水中时，水对容器底的压强； （2）物体从浸没在水中到完全离开水面后，水对容器底压强的变化量； （3）物体浸没在水中时受到的浮力； （4）物体完全离开水面后匀速提升过程，绳子自由端的拉力 。 25．如图所示，质量为50kg的小媛站在水平高台上，双脚与地面的总接触面积为0.04m2，通过滑轮组竖直向上匀速提升重为500N的物体。已知小媛对绳的拉力F为250N，拉力F的功率为75W。假设在拉绳子的过程中，小媛对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上，不计绳重和摩擦，求： （1）物体上升的速度是多少m/s？ （2）物体匀速上升时，小媛对高台的压强为多少Pa？ （3）若水平高台所能承受的最大压力为1100N，则该滑轮组所能提升物体的最大机械效率为多少？ 26．如图所示，图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示意图，已知物体A质量为500kg，底面积为1.25m2，不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力，请完成以下问题。（g=10N/kg） （1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是多少？ （2）如图乙所示，当绳子自由端的拉力为1000N时，地面对物体A的支持力为1650N，增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2m，请计算此时整个机械的机械效率。 （3）工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力功率随时间变化关系如图丙所示，请计算物体B的密度。（） 27．工人用滑轮组提升水中物体A，如图所示。当物体完全在水面下被匀速提升的过程中，工人对绳子竖直向下的拉力为F1，水平地面对工人的支持力为N1，滑轮组的机械效率η1为60%。当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，滑轮组的机械效率为η2，工人对绳子竖直向下的拉力为F2，水平地面对工人的支持力为N2。已知工人所受重力为500N，动滑轮的重力为250N，物体A所受重力为1000N。不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力，g取10N/kg。求： （1）滑轮组的机械效率η2； （2）当物体A完全打捞出水面后，以0. 1m/s的速度被匀速提升时，滑轮组做功的功率P2； （3）物体A完全在水面下时所受的浮力大小； （4）物体A的密度是多少kg/m3? （5）选作： ? 28．如图所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起，动滑轮重300N。若重物以 0.5m/s 的速度匀速上升100s，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当吊起质量为 300kg 的重物 A 时，牵引车对绳的拉力为F，取 g=10N/kg。当重物匀速上升时。求： （1） 拉力 F 的大小； （2） 100s内物体A上升的距离； （3） 小型牵引车的速度大小； （4） 画出定滑轮所受各力的示意图，求定滑轮受到的向上的拉力。 29．如图甲所示，用卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过动滑轮提升重力为的物体并使其匀速上升时，卷扬机对动滑轮绳子端的拉力为F，平台对卷扬机的支持力为，拉力F的功率为P，动滑轮的机械效率为％；已知被提升物体移动的距离随时间变化的图像如图乙所示，卷扬机的重力为，吸盘和绳子的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计，g取。求： （1）拉力F的大小； （2）平台对卷扬机的支持力； （3）拉力F的功率P； （4）若卷扬机通过动滑轮提升物体的最大重力是，此时动滑轮提升重物的机械效率是多少？ 30．两个实心正方体A、B由同种材料制成，正方体A的边长为0.1m，重力GA=40N。将A、B均放置在水平桌面上时，如图甲所示，A物体对桌面的压强是pA（未知）。当用相同的滑轮组分别匀速提升A、B两物体，如图乙所示，此时滑轮组匀速拉动A的机械效率为ηA=50%，且两滑轮组机械效率之比ηA∶ηB=5∶9。若将A、B两物体用细绳相连浸没在底面积为800cm2的容器中，用该滑轮组匀速提升A、B两物体，如图丙所示，A物体离开水面之后，过一段时间剪断A和B之间的绳子，绳子被剪断后待水面静止，A物体继续匀速提升，剪断绳子瞬间滑轮组机械效率变化了40%。不计绳重和摩擦，不计水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，求： （1）图甲中A对水平桌面的压强pA是多少？ （2）物体B受到的重力GB是多少？ （3）图丙中从剪断绳子瞬间到水面静止时，水对容器底的压强变化了多少？ 31．利用图甲所示滑轮组提升重力为960N的物体A时，拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，物体上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示，不计绳重和一切摩擦。 （1）在0~1s内物体A上升了0.5m，求此过程中拉力做的功； （2）求在1~3s内拉力做功的功率； （3）求在1~3s内滑轮组的机械效率。 32．如图甲所示，电动卷扬机通过滑轮组提升重物，卷扬机有两个挡位可以调节对绳子自由端施加的拉力F的大小；在某一次提升重物过程中其拉力F随时间变化的关系如图乙所示，重物上升高度随时间变化的关系如图丙所示，不计钢丝绳重和摩擦力大小；求： （1）0～2s拉力F所做的功是多少？ （2）2～4s，提升重物过程中，卷扬机对绳子自由端施加的拉力F的功率是多少？ （3）2～4s，提升重物过程中，滑轮组机械效率为80%，则动滑轮的重力是多少？ （4）仍用该机械提升其他重物时，该滑轮组的机械效率的最大值是多少？（小数点后保留一位） 33．用如图所示的机械拉着重500N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为120N，绳子末端的水平拉力为50N，若物体运动的速度为0.2m/s，求： （1）10s内拉力做的功； （2）拉力的功率； （3）滑轮组的机械效率。 34．如图所示，是使用滑轮组从水池中打捞物体的简化示意图。某次打捞中将一个体积为、密度为的实心物块匀速提升了2m（物块始终浸没在水中），水面到池底的深度为9m。（，）求： （1）水池底部受到水的压强； （2）物块受到的浮力大小； （3）若打捞中实际所用拉力为1000N，这个滑轮组的机械效率。 35．2020年11月10日，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚