计算题02A简单机械的基本计算（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02A 简单机械的基本计算（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，一根轻质直杠杆AB在水平位置保持平衡A端挂重100牛的物体G1，B端挂200牛的物体G2，AO长为0.6米，求： （1）物体G2悬挂点B离支点的距离； （2）若在B端增加重200牛的物体，要使杠杆再次水平平衡，支点应向哪端移动多少距离？ 2．一轻质杠杆如图，已知AB︰OB=1︰2，物体M质量为15kg，小雨重500N。小雨在A端竖直向上用力提杆子，使杠杆水平平衡，小雨受到地面的支持力是多少N？ 3．如图所示是锅炉上的安全阀示意图，当阀门受到蒸汽的压力超过安全值时，阀门就会被顶开，让蒸汽放掉一些，使锅炉气压减小。图中OC为轻质杠杆且可绕O点转动，阀门质量不计。OA长10cm，OB长80cm，B端所挂重物重为50N。 （1）如果蒸汽刚好把阀门顶起，求A处受到阀门竖直向上顶的力为多少？ （2）当A处受到阀门竖直向上顶的力为300N时阀门就开启， 求重锤应该挂在距A点多远处？ 4．如图所示，在轻质杠杆OB的B端挂一个重为100牛的物体，OA为0.4米，AB为0.2米。若使杠杆能在水平位置保持静止，求： （1）作用在A点最小力F的大小及方向； （2）本题中，轻质杠杆OB属于哪种类型的杠杆？ 5．一根质量为40kg，粗细均匀的实心木材平放在水平地面上，从其右端施加竖直向上的拉力F可使其右端抬起，如图甲所示。另一根粗细不均匀的木材B，从其右端施加竖直向上500N的拉力F1可使其右端抬起，如图乙所示；从其左端施加竖直向上400N的拉力F2可使其左端抬起，如图丙所示。求： （1）将木材A右端提起的竖直向上的拉力F； （2）木材B的重力。 6．如图所示，一轻质杆OA一端固定在竖直墙上，可绕O点转动，已知OA＝0.3m，OB＝0.2m，在A点处悬挂一个6kg的重物，若在B处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平线上平衡，求： （1）重物的重力是多少？（g＝10N/kg） （2）此时拉力F为多少？ 7．如图所示是黄石建设中常见的一种起重机的简化图，为了保证起重机吊起重物时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物m0；已知OA＝12m，OB＝4m。用它把质量为3×103kg，底面积为0.5m2、高为2m的长方体石墩G吊起。 （1）起吊前，石墩静止在水平地面时，它对地面的压强是多少？ （2）若石墩匀速从地面上吊起，起重机横梁始终保持水平，若起重机横梁自重不计，OA、OB的长度不变，右边的配重m0为多少千克？ 8．如图所示，轻质杠杆的支点O距左端L1=0.5m，距右端L2=0.2m．在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂质量为7kg，边长为0.1m的正方体B，杠杆在水平位置平衡时， 求：（1）此时杠杆左端所受拉力大小； （2）正方体B对地面的压强。 9．如图所示的滑轮装置，已知货物重为100牛，在10秒内被匀速提升2米，若不计摩擦，求： （1）拉力F的大小； （2）拉力F做的功； （3）拉力F的功率。 10．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，（不计绳重和摩擦）求 （1）人的拉力。 （2）在这段时间内拉力所做的功。 （3）拉力的功率。 11．如图所示，用竖直向上的拉力 F 匀速提升重为800N的物体A，在10s内物体上升了2m，不计滑轮和绳子的重力、轮与轴间的摩擦，求： （1）物体 A 上升的速度； （2）拉力 F 所做的功； （3）保持拉力 F 做功的功率不变，绳子自由端移动的速度为 0.5m/s，匀速提升物体B时，物体B所受的重力。 12．如图所示，用一个动滑轮使重10N的物体在5s内匀速升高0.2m，绳子自由端所用的拉力F为6N。求： （1）绳子自由端移动的速度； （2）拉力F做的功； （3）拉力做功的功率。 13．如图所示，用一动滑轮拉物体A以0.6m/s的速度在水平面上匀速运动，物体A重为20N，受到摩擦力是物重的0.2倍，若忽略绳子与滑轮间的摩擦。求： （1）拉力F的大小； （2）在2s内绳的自由端移动的距离。 14．如图所示，艾依钟用滑轮组将童为600N的木箱，从地面匀速提到4m高的阳台上，用时40s，已知动滑轮的重力为60N，不计绳重和摩擦。求： （1）木箱匀速上升的速度； （2）木箱克服重力所做的功； （3）拉力做功的功率。 15．图是一种利用滑轮组提升物体的简化模型示意图。人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，将重为720N物体以0.1m/s的速度匀速上升时，滑轮组的机械效率为90%。不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求： （1）拉力的大小； （2）求动滑轮受到的重力。 16．如图所示，小车在水平面上通过滑轮组提升重物，动滑轮重400N，小车的最大输出功率为3kW，重物A重1600N。（不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦）求： （1）小车匀速提升重物A时滑轮组的机械效率； （2）若要使被提升重物以1m/s的速度匀速上升，装置能提升重物的最大重力。（绳子能够承受足够大的力） 17．如图所示，小明用50N的力，在10s内把重为80N的物体匀速提升50cm，若不计绳重和摩擦，求： （1）拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率。 18．如图所示，工人用滑轮组提升的物体，使物体在内匀速上升。求：（不计动滑轮重、绳重及摩擦，取） （1）绳子自由端移动的距离和速度。 （2）工人所用的拉力。 （3）若动滑轮的重为，求工人所需的拉力。 19．如图所示，用滑轮组提升质量为2×l03kg的物体A。物体A 以0. lm/ s的速度匀速上升的过程中，电动机对绳子自由端拉力的功率恒为2400W，g 取10N/ kg。求： （1）物体A受到的重力G； （2）电动机对绳子自由端的拉力F； （3）该滑轮组的机械效率η。 20．如图所示，小明将水泥从地面送上楼。他用300N的力F拉动绳子，10s内将一袋50kg的水泥匀速提升了2m。不计绳（袋）重和摩擦，g取10N/kg。求： （1）水泥所受的重力； （2）小明做功的功率； （3）此过程中滑轮组的机械效率。 21．体重为510N的老人，站在水平地面上对地面的压强为p1，当该老人用如图所示的滑轮组拉物体A沿水平方向平方向以0.1m/s速度运动，他对地面的压强为p2，压强变化了2750pa。已知该老人的双脚与地面的面积是400cm2，滑轮组的机械效率为80%。（不计滑轮摩擦和绳重）求： （1）绳对老人的拉力； （2）15秒内物体A克服摩擦力所做的功； （3）若在物体A上再放一个物体B，滑动摩擦力增大了30N，此时该装置的机械效率是多少？ 22．水平地面上放置重为300N、边长为0.2m正方体物块，如图甲所示。现用斜面将物块由底端匀速拉到顶端，如图乙所示。已知平行于斜面的拉力F为180N，物体移动的距离为5m，升高2m，用时5s。g取10N/kg。求： （1）物块对水平地面的压强； （2）拉力的功率； （3）斜面的机械效率。 23．如图所示，工人沿斜面把一箱货物从底端匀速拉进车厢，箱货物沿斜面匀速运动时受到的摩擦力为 100N，斜面的长为 5m，高为 1m，箱货物重为 1500N，忽略空气阻力。求 （1）工人做的有用功； （2）该斜面的机械效率。 24．如图所示，某建筑工地一个斜面高h＝2m，长L＝10m。工人沿斜面向上用力F将重为1200N的木箱匀速从斜面底端拉到斜面顶端，用时50s，力F的功率为80W。求： （1）力F做的功； （2）力F的大小； （3）该斜面的机械效率。 25．如图所示，斜面长5m，高1m，把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端。此时斜面的机械效率为80%。求 (1)有用功是多少？ (2)所用推力为多少？ (3)物体受到的摩擦力为多少？ 26．小明在探究利用杠杆做功的实践活动中，杠杆一端固定，中点处挂有一重力 G 为 20N的重物，现用手竖直提起杠杆的另一端，使物体缓慢匀速提升（摩擦忽略不计）． （1）若不计杠杆自重，求拉力 F 的大小? （2）若杠杆是一根自重为 5N、材料均匀的硬棒，将重物提升的高度 h 为 0.10m，小明使 用杠杆所做的有用功 W 有用为多大？机械效率η是多大？ 27．为了进一步理解所学知识，朝阳中学物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质量为0.3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上，其与桌面间的滑动摩擦力为2N，一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部，另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点，两滑轮质量都为0.05kg。当小车向右运动，借助细绳、滑轮带动质量为0.2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计细绳与两滑轮之间的摩擦，不考虑空气阻力，求： （1）求物体重力； （2）细绳的拉力F； （3）滑轮组的机械效率； （4）求小车所受牵引力； （5）玩具电动小车牵引力的功率P。 28．某工地利用如图所示的滑轮组和卷扬机提升物体A，在物体A以0.1m/s的速度被匀速竖直提升的过程中，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F为300N，滑轮组的机械效率η为85%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求： （1）拉力F做功的功率P； （2）物体A所受重力GA； （3）动滑轮所受重力G动。 29．如图所示，质量为60kg的工人站在地面上用滑轮组提起重为600N的物体，在物体匀速上升1m的过程中，拉力做功800J。滑轮组中的绳均沿竖直方向，绳重和摩擦均可忽略不计，且绳足够结实，取g=10N/kg，求： （1）滑轮组的机械效率η； （2）地面对工人的支持力大小F支； （3）工人站在地面上用这个滑轮组匀速提升不同质量物体的过程中，此滑轮组的最大机械效率ηm。 30．如图所示是我国传统计量工具——杆秤的结构示意图，O点是提钮，左边是秤盘，右边的秤砣用细线悬挂于秤杆上。当手提提钮不放秤砣和物体时，杆秤可水平平衡，当秤盘上放一个质量为5kg的物体，秤砣移到B处时，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA=6cm，OB=10cm，为防止秤砣滑脱，该杆秤的最大刻度标在C点，且OC=24cm，g取10N/kg。求： （1）秤砣的质量m0和最大称量值m的大小。 （2）为保证市场的公平交易，我国已有不少地区禁止在市场中使用杆秤。杆秤确实容易为不法商贩坑骗顾客提供可乘之机。若有人换了一个质量为2.7千克的秤驼，售出2.5千克的物品（秤砣在2.5kg刻度处）。请计算出杆秤上2.5kg刻度处到提钮O的距离LD及物品的实际质量m实。 31．如图所示，置于水平工作台面上的卷扬机，其质量为50kg，工作时做功的功率恒为1000W。现用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为4500N的物体A，经过2s物体A被竖直匀速提升了40cm。不计绳重和摩擦，取g=10N/kg，求： （1）滑轮对物体A做的功； （2）动滑轮的质量； （3）动滑轮的机械效率； （4）工作台面对卷扬机的支持力。 32．工人用如图所示的滑轮组提升物体，卷扬机拉动绳子的功率保持不变，当将重GA=900N的物体A以vA=0.2m/s匀速提升时，卷扬机对绳子的拉力大小为F1=500N，不计绳重及摩擦。 （1）求动滑轮受到的重力G； （2）当用该装置提升另一物体B，使绳端以v=0.8m/s匀速上升时，求滑轮组的机械效率η。 参考答案： 1．（1）0.3m；（2）0.12m 【解析】 【详解】 解：（1）杠杆水平平衡时，由杠杆的平衡条件可得 则右端物体G2的力臂为 （2）若在右端增加200牛的物体，则右端力与力臂的乘积变大，要使杠杆水平方向再次水平平衡，应减小右侧力与力臂的乘积，增大左侧力与力臂的乘积，所以，支点应向右端移动，设支点向右端移动的距离为l，由杠杆的平衡条件可得 解得l=0.12m，即支点应向右端移动0.12m的距离。 答：（1）右端物体G2的力臂为0.3m。 （2）若在右端增加200牛的物体，要使杠杆再次水平平衡，支点应向右端移动0.12m的距离。 2．600N 【解析】 【详解】 解：物体M质量为15kg，则物体的重力 G=mg=15kg×10N/kg=150N 已知 AB︰OB=1︰2，则 由杠杆的平衡条件可知，小雨施加的竖直向上的力的大小为 小雨受到重力、支持力和A对小雨向下的压力的共同作用，由于物体间力的作用是相互的，小雨对A施加100N的竖直向上的力，则小雨受到100N的竖直向下的压力，则小雨对地面的压力即地面对小雨的支持力为 F'=G人+F=500N+100N=600N 答：小雨对地面的压力是600N。 3．（1）400N；（2）50cm 【解析】 【详解】 解：（1）由杠杆平衡条件可得 FA×OA=G×OB A处受到阀门竖直向上顶的力为 （2）由杠杆平衡条件可得 FA′×OA=G×OB′ 重锤离O点的距离 重锤与A点的距离 AB′=OB′-OA=60cm-10cm=50cm 答：（1）如果蒸汽刚好把阀门顶起，A处受到阀门竖直向上顶的力为400N； （2）当A处受到阀门竖直向上顶的力为300牛时阀门就开启，重锤应该挂在距A点50cm处。 4．（1）150N，竖直向上；（2）费力杠杆 【解析】 【详解】 解：（1）根据杠杆平衡条件，A点施加最小力，则力臂要最大，故应在A施加一个垂直于杠杆竖直向上的作用力，此时力的力臂为OA。则 则A点的最小作用为F的大小为 （2）由于动力臂小于阻力臂，动力F大于物体重力G，故属于费力杠杆。 答：（1）作用在A点最小力F的大小为150N，方向为竖直向上； （2）本题中，轻质杠杆OB属于费力杠杆。 5．（1）200N；（2）900N 【解析】 【详解】 解：（1）一根质量为40kg粗细均匀的实心木材的重力 G=mg=40kg×10N/kg=400N 平放在水平地面上，从其右端施加竖直向上的拉力F可使其右端抬起，即木材绕左端的点向上转动，可将木材视为杠杆，动力臂是木材的长度，动力是拉力F，阻力是木材的重力，阻力臂是木材长度的一半，根据杠杆平衡的条件可知 木材的重力为400N，解得F=200N。 （2）一根粗细不均匀的木材B，从其右端施加竖直向上500N的拉力F1可使其右端抬起，以左端为支点，根据杠杆的平衡条件可得 G'l'=F1l 解得 从其左端施加竖直向上400N的拉力F2可使其左端抬起，以右端为支点，此时阻力臂为 l''=l-l' 根据杠杆的平衡条件可得 G'l''=F2l 解得 两式联立可得 答：（1）将木材A右端提起的竖直向上的拉力为200N； （2）木材B的重力为900N。 6．（1）60N；（2）90N 【解析】 【详解】 解：（1）由 知道，物体的重力 （2）由杠杆平衡条件知道 F×OB=G×OA 则此时的拉力 答：（1）重物的重力是60N； （2）此时拉力F为90N。 7．（1）6×104Pa；（2）9×103kg 【解析】 【分析】 【详解】 （1）石墩对地面的压力为 F=G＝mg＝3×103kg×10N/kg＝3×104N 石墩静止在水平地面时，它对地面的压强 （2）石墩匀速从地面上吊起，所以 FA＝G＝3×104N 根据杠杆平衡条件可得 FA•AO＝FB•BO 所以 FB＝＝＝9×104N 配重的质量 答：（1）起吊前，石墩静止在水平地面时，对地面压强为6×104Pa。 （2）右边的配重m0为9×103kg。 8．（1）20N；（2）2000Pa 【解析】 【分析】 【详解】 解：（1）此时杠杆左端所受拉力 F左=GA=mAg=2kg×10N/kg=20N （2）由知道，杠杆右端的拉力即绳子对B的拉力 B的重力 G = mg = 7kg×10N/kg =70N 正方体B对地面的压力 F压 = GB - FB = 70N - 50N =20N B与地的基础面积即受力面积 SB=L2=（0.1m）2=0.01m2 B对地的压强 答：（1）此时杠杆左端所受拉力大小是20N； （2）正方体B对地面的压强2000Pa。 9．（1）100N；（2）200J；（3）20W 【解析】 【详解】 解：（1）由于使用定滑轮不能改变力的大小，不计摩擦，拉力等于物体重力，则物体拉力 F=G=100N （2）由W＝Fs知道，拉力做功 W=Fs=100N×2m=200J （3）由 知道，拉力F的功率 答：（1）拉力F的大小是100N； （2）拉力F做的功200J； （3）拉力F的功率是20W。 10．（1）20N；（2）200J；（3）40W 【解析】 【详解】 （1）由图可知，该滑轮为定滑轮，根据动滑轮的特点，不计绳重和摩擦，则人的拉力 F=G=20N。 （2）由定滑轮的特点可知，绳端移动的距离s=h=10m，在这段时间内拉力所做的功 W=Fs=20N×10m=200J （3）拉力的功率 P===40W 答：（1）人的拉力为20N。 （2）在这段时间内拉力所做的功为200J。 （3）拉力的功率为40W。 11．（1）0.2m/s；（2）1600J；（3）640N 【解析】 【详解】 解：（1）物体 A 上升的速度 （2）不计滑轮和绳子的重力、轮与轴间的摩擦，则拉力F的大小为 拉力 F 所做的功 （3）拉力F做功的功率为 根据 保持拉力 F 做功的功率不变，拉力F的大小为 物体B所受的重力 答：（1）物体 A 上升的速度为0.2m/s； （2）拉力 F 所做的功为1600J； （3）物体B所受的重力为640N。 12．（1）0.08m/s；（2）2.4J；（3）0.48W 【解析】 【详解】 解：（1）由图知，n=2，当物体升高0.2m时，绳子的自由端移动距离 绳子自由端移动的速度 （2）拉力F做的功 （3）拉力做功的功率 答：（1）绳子自由端移动的速度为0.08m/s； （2）拉力F做的功为2.4J； （3）功率为0.48W。 13．（1）2N；（2）2.4m 【解析】 【分析】 【详解】 （1）由图知道，动滑轮绳子的有效股数n=2，忽略绳子与滑轮间的摩擦，则拉力F的大小 （2）由知道，物体移动的距离 s物=vt=0.6m/s×2s=1.2m 绳的自由端被拉过的距离 s绳=ns物=2×1.2m=2.4m 答：（1）拉力F的大小是2N； （2）在2s内绳的自由端被拉过了2.4m。 14．（1）0.1m/s；（2）2400J；（3）66W 【解析】 【详解】 解：（1）木箱上升的高度h=4m，用时t=40s，则木箱上升的速度 （2）木箱重力G=600N，克服木箱重力做功 （3）动滑轮重力为，连接动滑轮绳子的段数n=3，则拉力