2020届中考物理知识点强化练习卷(五)简单机械(含解析)(新版)新人教版42499.pdf

1 简单机械 一、选择题 1.悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在A点，最小的力为FA；若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC，且ABBOOC。下列判断正确的是()AFCG BFBFC CFAG DFBG 2.如图所示是农家乐摆放的古代“舂米”(chn舂 m米，词义：舂米就是把打下的谷子去壳)的装置，下列说法正确的是()A该装置实质是费力杠杆 B该装置实质是杆杆，支点在踏板上 C当游客从踏板上向上跳时，游客的重力势能转化为动能 D当游客用力将此装置的右端踩下后，舂球上升，但舂球的重力势能不变 3.如图所示，某同学使用动滑轮把 600 N 的重物匀速提升了 3 m，所用的拉力是 400 N。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是()A动滑轮重400 N B额外功是 300 J C有用功是 1 800 J D机械效率是 80%4.下列关于功、功率、机械效率的说法，正确的是()A功率大的做功一定越快 B机械效率高的功率一定大 C做功多的机械效率一定高 D机械的机械效率可以达到 100%5.图甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离，水平拉力为F2。使用动滑轮的过程中()A有用功为W有Gs B总功为W总F2s C额外功为W额2F2sF1s D机械效率为Gs2F2s 2 6.对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是()A做功多的机械，功率一定大 B功率大的机械，做功一定快 C做功快的机械，机械效率一定高 D通过改进机械的性能可以使机械效率达到 100%7.如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是()A甲更省力，甲机械效率大 B乙更省力，乙机械效率大 C甲更省力，机械效率一样大 D乙更省力，机械效率一样大 8.如图，杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，杠杆会()A仍然平衡 B右端下降 C左端下降 D无法判断 9.皮划艇是我国奥运优势项目之一。如图所示，比赛中运动员一手支撑住桨柄的末端(视为支点)，另一手用力划桨。下列说法正确的是()A为省力，可将用力划桨的手远离支点 B为省力，可将用力划桨的手靠近支点 C为省距离，可将用力划桨的手远离支点 D将用力划桨的手靠近支点，既能省力又能省距离 10.人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图是人用手托住物体时手臂的示意图，当人手托 5 kg 的物体保持平衡时，肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定()A小于 49 N B等于 49 N C大于 5 kg D大于 49 N 3 11.如图所示的四种用具中，正常使用时省力费距离的是()12.如图所示，大熊和小熊坐跷跷板。如果它们脚不着地，跷跷板在水平位置保持平衡时，下列说法正确的是()A他们各自的重力与各自的力臂的乘积相等 B大熊和小熊到支点的距离相等 C大熊和小熊的重力相等 D以上说法都正确 13.如图所示，杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是()AF1G BF1F2 CF1F2 DF2G 14.在探究“杠杆平衡条件”实验中，杠杆在力F作用下水平平衡，如图所示，现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F与其力臂的乘积变化情况是()A一直不变 B先变小后变大 C一直变小 D一直变大 15.如图所示，踮脚是一项很好的有氧运动，它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱。踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是()A脚后跟是支点，是费力杠杆 B脚后跟是支点，是省力杠杆 C脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆 D脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆 16.为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是()4 A若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力 B减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率 C用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度 D若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少 17.用如图所示的滑轮组匀速提升 200 N 的重物G，竖直向上的拉力F为 100 N，重物被提升 1 m，不计绳重和滑轮的摩擦，下列说法正确的是()A动滑轮的重力为 50 N B拉力做的总功是 200 J C拉力做的额外功是 100 J D绳子末端移动的距离是 2 m 18.如图所示，甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为1和2(忽略绳重和摩擦)，则下列选项正确的是()AF1F2 12 P1P2 BF12 P1P2 CF1F2 12 P1F2 12 P1P2 二、填空题 19.如图所示，杠杆AOB能绕O点转动。在A点挂一重物G，为使杠杆保持平衡且用力最小，在B点施加一个力，这个力应该是图中的_。20.图中AOB是可绕O点无摩擦转动的轻杆，A端挂重 400 N 的物块，AO与OB长度之比为 54。人始终沿竖直方向拉挂在B端的轻环。要使轻杆水平平衡，人应施加拉力为_N，当轻杆在图中虚线位置平衡时，人的拉力 5 将_(选填“变大”“变小”或“不变”)。21.如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GAGB，则甲_乙；若FAFB，则GA_GB。(均选填“”“”或“”)22.如图，在斜面上将一个重 5 N 的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为 2 N，斜面长 4 m，高 1 m。则拉力做的有用功为_J，斜面的机械效率为_。三、作图题 23.如图所示，举着哑铃的前臂骨骼可看成杠杆，画出动力F1的示意图及阻力F2的力臂l2。24.请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人用力往下拉绳使重物升起。25.甲是一款水管扳手钳，用它夹水管时，AOB部分可视为一个杠杆，其简化示意图如图乙所示。请在乙图中画出：(1)阻力F2的力臂l2；(2)杠杆平衡时，作用在B点的最小动力F1及其力臂l1。26.如图所示，某人在A处提起物体，请在图中画出最省力的绳子绕法。6 四、实验题 27.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：(1)在杠杆上挂钩码前，杠杆静止在甲图中的位置，为使杠杆水平平衡，应将右端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)调节。将杠杆调节水平平衡的目的是避免_对实验的影响和便于_。(2)乙图中杠杆恰好处于水平平衡，若在A处下方再挂一个相同钩码，为使杠杆保持水平平衡，则需将挂在B处的钩码向右移动_格。(3)此实验多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是_(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。(4)如图丙，某同学设计了两种实验方案：第一种：用弹簧测力计沿竖直方向向下拉，其读数为F1；第二种：用弹簧测力计倾斜拉，其读数为F2。分析：第_(选填“一”或“二”)种实验方案更方便；同等条件下，两次弹簧测力计读数F1_(选填“”“”或“”)F2。五、计算题 28.吊车在生产生活中的用途非常广泛，如图吊车正在对一辆交通事故车实施救援作业。已知事故车质量为1 200 kg，轮胎总接地面积为 1 600 cm2。吊车要将该车向上吊起 3 m，再水平向右移动 6 m 后放到救援车上运回交警队(g取10 N/kg)。(1)起吊前事故车对地面的压强是多少帕斯卡？(2)吊车施救过程中对该车做了多少焦耳的功？(3)起重臂下有 3 股钢丝绳绕在动滑轮和框架上，钢丝绳上的拉力为 5 000 N，起重机起吊该汽车的机械效率是多少？7 29.如图甲所示，是某打捞船所用起重装置的示意图。在某次打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以 0.5 m/s 的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度 3 m 的位置。此打捞过程中物体受到轻绳的拉力F随时间t变化的图像如图乙所示。物体离开水面后匀速上升 3 m 的过程中，与电动机连接的绳子所受的拉力为 2103 N。已知水的密度为 1.0103 kg/m3，取g10 N/kg。不计水和空气的阻力。求：(1)物体的体积及浸没在水中所受的浮力。(2)物体的质量和密度。(3)水底的深度及水对水底的压强。(4)物体离开水面后匀速上升 3 m 的过程中，滑轮组的机械效率(结果保留一位小数)。30.如图所示是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OA12 m，OB4 m。用它把质量为 3103 kg、底面积为 0.5 m2、高为 2 m 的长方体石墩G从空气中匀速放入水中某一位置，此时石墩完全浸没水中。(g取 10 N/kg)8(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？(3)当石墩G从空中匀速浸没水中，若配重m0的位置、质量都不变，起重机始终保持水平，OA的长度如何变化？变化多少？31.如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底。已知物体质量为 4 t，体积为 1 m3。(g10 N/kg，水1.0103 kg/m3)(1)物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小；(2)物体下表面与水面距离为 3 m 时，求物体下表面所受水的压强；(3)若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力；(4)物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为 9 kW、对绳子的拉力为 1.5104 N，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率(机械效率精确到 0.1%)。32.进入三月份以来，东营街头出现了一种共享电动汽车。如表所示是这种汽车的主要参数。(g取 10 N/kg)9 空车质量 800 kg 每个轮胎与地面接触面积 50 cm2 电池容量 44 kWh 标准承载 200 kg 最大续航(充满电最大行驶路程)200 km 所受阻力与汽车总重的比值 0.09(1)电动机是电动汽车的核心部分，电动机工作时能量的转化是_。电动机的工作原理是_。(2)标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强是多少？(3)如图所示是电动汽车行驶在某路段的路程与时间图像，标准承载下，电动汽车以此速度匀速行驶 1 min 的耗电量为 0.4 kWh，电动机的效率是多少？(4)若某燃油汽车百公里耗油 6 L，每升油 5.5 元，电动汽车充电每度 0.8 元，通过计算比较使用燃油汽车与电动汽车哪种更经济。33.我市经济建设中用到大量机械设备，某种起重机结构如图所示，起重机的吊臂OAB可以看作杠杆，吊臂前端用钢绳连着动滑轮，立柱CA竖直，OBOA61。用该起重机将浸没在水中的长方体石墩提出，放在水平地面上，石墩质量为 1.5104 kg、底面积为 3 m2、高为 2 m。(g取 10 N/kg，水1.0103 kg/m3)(1)浸没在水中的石墩(石墩的底部未浸入淤泥中)，受到的浮力是多少？(2)石墩放在水平地面上时，起重机未对石墩施力，则石墩对地面的压强是多少？(3)石墩完全离开水面被提升的过程中，测得每根钢绳的拉力为 1.0105 N，此时动滑轮的机械效率是多少？(4)当石墩被提起且仍浸没在水中时，若忽略动滑轮、钢绳和吊臂的重力及各种摩擦，起重机立柱CA对吊臂A点竖 10 直向上的作用力是多少？34.“蛟龙号”创造了“中国深度”下潜 7 062 m。今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索 2 700 m 深处活火山的奥秘。已知，海水密度1.03103 kg/m3，声音在海水中的传播速度是 1 500 m/s，取g10 N/kg。问：(1)“蛟龙号”下潜到 2 700 m 深度时受到的海水的压强是多少？(2)电磁波传播速度大，但是在海水中的传输距离很短，母船与“蛟龙号”的信息传递要借助于声呐。在 2 700 m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间？(3)“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是 5103 N，它受到的浮力是多少？(4)任务完成后，起重机把重 2.2105 N 的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图乙，在滑轮装置作用下，“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升 10 m 后到达甲板，绳子自由端的拉力为 68 750 N，移动的距离是 40 m，则滑轮装置的机械效率是多少？(5)你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么(答出一条即可)?11 参考答案 一、选择题 1.悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在A点，最小的力为FA；若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC，且ABBOOC。下列判断正确的是()AFCG BFBFC CFAG DFBG 【答案】A 2.如图所示是农家乐摆放的古代“舂米”(chn舂 m米，词义：舂米就是把打下的谷子去壳)的装置，下列说法正确的是()A该装置实质是费力杠杆 B该装置实质是杆杆，支点在踏板上 C当游客从踏板上向上跳时，游客的重力势能转化为动能 D当游客用力将此装置的右端踩下后，舂球上升，但舂球的重力势能不变【答案】A 3.如图所示，某同学使用动滑轮把 600 N 的重物匀速提升了 3 m，所用的拉力是 400 N。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是()A动滑轮重400 N B额外功是 300 J C有用功是 1 800 J D机械效率是 80%12【答案】C 4.下列关于功、功率、机械效率的说法，正确的是()A功率大的做功一定越快 B机械效率高的功率一定大 C做功多的机械效率一定高 D机械的机械效率可以达到 100%【答案】A 5.图甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离，水平拉力为F2。使用动滑轮的过程中()A有用功为W有Gs B总功为W总F2s C额外功为W额2F2sF1s D机械效率为Gs2F2s【答案】C 6.对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是()A做功多的机械，功率一定大 B功率大的机械，做功一定快 C做功快的机械，机械效率一定高 D通过改进机械的性能可以使机械效率达到 100%【答案】B 7.如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是()A甲更省力，甲机械效率大 B乙更省力，乙机械效率大 C甲更省力，机械效率一样大 D乙更省力，机械效率一样大 【答案】D 8.如图，杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，杠杆会()A仍然平衡 B右端下降 C左端下降 D无法判断 13【答案】C 9.皮划艇是我国奥运优势项目之一。如图所示，比赛中运动员一手支撑住桨柄的末端(视为支点)，另一手用力划桨。下列说法正确的是()A为省力，可将用力划桨的手远离支点 B为省力，可将用力划桨的手靠近支点 C为省距离，可将用力划桨的手远离支点 D将用力划桨的手靠近支点，既能省力又能省距离【答案】A 10.人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图是人用手托住物体时手臂的示意图，当人手托 5 kg 的物体保持平衡时，肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定()A小于 49 N B等于 49 N C大于 5 kg D大于 49 N【答案】D 11.如图所示的四种用具中，正常使用时省力费距离的是()【答案】D 12.如图所示，大熊和小熊坐跷跷板。如果它们脚不着地，跷跷板在水平位置保持平衡时，下列说法正确的是()A他们各自的重力与各自的力臂的乘积相等 B大熊和小熊到支点的距离相等 C大熊和小熊的重力相等 D以上说法都正确【答案】A 13.如图所示，杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是()AF1G BF1F2 CF1F2 DF2G 14【答案】C 14.在探究“杠杆平衡条件”实验中，杠杆在力F作用下水平平衡，如图所示，现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F与其力臂的乘积变化情况是()A一直不变 B先变小后变大 C一直变小 D一直变大 【答案】A 15.如图所示，踮脚是一项很好的有氧运动，它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱。踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是()A脚后跟是支点，是费力杠杆 B脚后跟是支点，是省力杠杆 C脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆 D脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆【答案】D 16.为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是()A若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力 B减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率 C用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度 D若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少 【答案】B 17.用如图所示的滑轮组匀速提升 200 N 的重物G，竖直向上的拉力F为 100 N，重物被提升 1 m，不计绳重和滑轮的摩擦，下列说法正确的是()A动滑轮的重力为 50 N B拉力做的总功是 200 J C拉力做的额外功是 100 J D绳子末端移动的距离是 2 m 15【答案】C 18.如图所示，甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为1和2(忽略绳重和摩擦)，则下列选项正确的是()AF1F2 12 P1P2 BF12 P1P2 CF1F2 12 P1F2 12 P1P2【答案】D 二、填空题 19.如图所示，杠杆AOB能绕O点转动。在A点挂一重物G，为使杠杆保持平衡且用力最小，在B点施加一个力，这个力应该是图中的_。【答案】F2 20.图中AOB是可绕O点无摩擦转动的轻杆，A端挂重 400 N 的物块，AO与OB长度之比为 54。人始终沿竖直方向拉挂在B端的轻环。要使轻杆水平平衡，人应施加拉力为_N，当轻杆在图中虚线位置平衡时，人的拉力将_(选填“变大”“变小”或“不变”)。【答案】500 不变 21.如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GAGB，则甲_乙；若FAFB，则GA_GB。(均选填“”“”或“”)【答案】22.如图，在斜面上将一个重 5 N 的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为 2 N，斜面长 4 m，高 1 m。则拉力做的有用功为_J，斜面的机械效率为_。16 【答案】5 62.5%三、作图题 23.如图所示，举着哑铃的前臂骨骼可看成杠杆，画出动力F1的示意图及阻力F2的力臂l2。【答案】24.请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人用力往下拉绳使重物升起。【答案】25.甲是一款水管扳手钳，用它夹水管时，AOB部分可视为一个杠杆，其简化示意图如图乙所示。请在乙图中画出：(1)阻力F2的力臂l2；(2)杠杆平衡时，作用在B点的最小动力F1及其力臂l1。【答案】17 26.如图所示，某人在A处提起物体，请在图中画出最省力的绳子绕法。【答案】四、实验题 27.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：(1)在杠杆上挂钩码前，杠杆静止在甲图中的位置，为使杠杆水平平衡，应将右端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)调节。将杠杆调节水平平衡的目的是避免_对实验的影响和便于_。(2)乙图中杠杆恰好处于水平平衡，若在A处下方再挂一个相同钩码，为使杠杆保持水平平衡，则需将挂在B处的钩码向右移动_格。(3)此实验多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是_(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。(4)如图丙，某同学设计了两种实验方案：第一种：用弹簧测力计沿竖直方向向下拉，其读数为F1；第二种：用弹簧测力计倾斜拉，其读数为F2。分析：第_(选填“一”或“二”)种实验方案更方便；同等条件下，两次弹簧测力计读数F1_(选填“”“”或“”)F2。【答案】(1)右;杠杆自重;测量力臂;(2)1;(3)寻找普遍规律;(4)一;五、计算题 28.吊车在生产生活中的用途非常广泛，如图吊车正在对一辆交通事故车实施救援作业。已知事故车质量为1 200 kg，轮胎总接地面积为 1 600 cm2。吊车要将该车向上吊起 3 m，再水平向右移动 6 m 后放到救援车上运回交警队(g取 18 10 N/kg)。(1)起吊前事故车对地面的压强是多少帕斯卡？(2)吊车施救过程中对该车做了多少焦耳的功？(3)起重臂下有 3 股钢丝绳绕在动滑轮和框架上，钢丝绳上的拉力为 5 000 N，起重机起吊该汽车的机械效率是多少？解：(1)起吊前事故车对地面的压力：FGmg1 200 kg10 N/kg1.2104 N，对地面的压强：pFS1.2104 N0.16 m27.5104 Pa。(2)吊车施救过程中对该车做功：WGh1.2104 N3 m3.6104 J。(3)因为滑轮组有三段绳子，所以s3h。起重机起吊该汽车的机械效率：W有W总GhFsGhF3hG3F1.2104 N35 000 N100%80%。答：(1)起吊前事故车对地面的压强是 7.5104 Pa；(2)吊车施救过程中对该车做了 3.6104 J 的功；(3)起重机起吊该汽车的机械效率是 80%。29.如图甲所示，是某打捞船所用起重装置的示意图。在某次打捞作业中，物体在不可伸长的轻绳作用下，从水底以 0.5 m/s 的速度竖直向上匀速运动至离开水面高度 3 m 的位置。此打捞过程中物体受到轻绳的拉力F随时间t变化的图像如图乙所示。物体离开水面后匀速上升 3 m 的过程中，与电动机连接的绳子所受的拉力为 2103 N。已知水的密度为 1.0103 kg/m3，取g10 N/kg。不计水和空气的阻力。求：(1)物体的体积及浸没在水中所受的浮力。(2)物体的质量和密度。(3)水底的深度及水对水底的压强。(4)物体离开水面后匀速上升 3 m 的过程中，滑轮组的机械效率(结果保留一位小数)。解：(1)由图像可知，物体 13 s 后开始完全离开水面，此时物体的重力等于物体所受绳子的拉力，即 G5103 N，在 010 s 内，物体在水中所受绳子的拉力：F拉3103 N，物体浸没在水中受到的浮力：F浮GF拉5103 N3103 N2103 N；由F浮液gV排得物体的体积：19 V物V排F浮水g2103 N1.0103 kg/m310N/kg0.2 m3。(2)由Gmg得物体的质量：mGg5103 N10 N/kg5102 kg；由mV得物体的密度：物mV物5102 kg0.2 m32.5103 kg/m3。(3)由图像可知，物体从开始上升到完全离开水面所用的时间为 13 s，物体上升的速度为 0.5 m/s，则水底的深度：hvt0.5 m/s13 s6.5 m；水对水底的压强：p水gh1.0103 kg/m310 N/kg6.5 m6.5104 Pa。(4)物体匀速上升 3 m 的过程中，克服重力做的功：W有mgh5102 kg10 N/kg3 m1.5104 J，与电动机连接的绳子的拉力做的功：W总FsF3h2103 N33 m1.8104 J，滑轮组的机械效率：W有W总1.5104 J1.8104 J100%83.3%。答：(1)物体的体积为 0.2 m3；浸没在水中所受的浮力为 2103 N。(2)物体的质量为 5102 kg；密度为 2.5103 kg/m3。(3)水底的深度为 6.5 m；水对水底的压强为 6.5104 Pa。(4)滑轮组的机械效率为 83.3%。30.如图所示是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OA12 m，OB4 m。用它把质量为 3103 kg、底面积为 0.5 m2、高为 2 m 的长方体石墩G从空气中匀速放入水中某一位置，此时石墩完全浸没水中。(g取 10 N/kg)(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？(3)当石墩G从空中匀速浸没水中，若配重m0的位置、质量都不变，起重机始终保持水平，OA的长度如何变化？变化多少？解：(1)石墩对地面的压力：FGmg3103 kg10 N/kg3104 N，石墩对地面的压强：pFS3104 N0.5 m26104 Pa。(2)石墩匀速从地面上吊起，所以FAG3104 N，根据FAAOFBBO 可得，右边配重的重力：G0FBFAAOBO3104 N12 m4 m9104 N，配重质量：20 m0G0g9104 N10 N/kg9103 kg。(3)石墩G从空气中匀速浸没水中的过程中，受到的浮力逐渐变大，最大浮力：F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg0.5 m22 m1104 N，最小拉力：FA实G F浮3104 N1104 N2104 N，此时AO的长度：AOFBBOFA实9104 N4 m2104 N18 m，AO变为AO，变长了 18 m12 m6 m。答：(1)起吊前，石墩对地面的压强为 6104 Pa；(2)右边的配重m0为 9103 kg；(3)OA的长度变长，变化了 6 m。31.如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底。已知物体质量为 4 t，体积为 1 m3。(g10 N/kg，水1.0103 kg/m3)(1)物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小；(2)物体下表面与水面距离为 3 m 时，求物体下表面所受水的压强；(3)若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力；(4)物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为 9 kW、对绳子的拉力为 1.5104 N，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率(机械效率精确到 0.1%)。解：(1)物体受到的浮力：F浮 G排水V排g1.0103 kg/m31 m310 N/kg1104 N。(2)物体下表面所受的压强：p水gh1.0103 kg/m310 N/kg3 m3104 Pa。(3)物体的质量：m4 t4103 kg，物体所受的重力：Gmg4103 kg10 N/kg4104 N，动滑轮对物体的拉力：F1GF浮4104 N1104 N3104 N,电动机对绳子的拉力：F2F133104 N31104 N。(4)由PWtFstFv可得，电动机拉动绳子的速度：v1PF9103 W1.5104 N0.6 m/s，物体上升的速度：21 v13v1130.6 m/s0.2 m/s，滑轮组的机械效率：W有W总GhFsGh3FhG3F4104 N31.5104 N100%88.9%。答：(1)物体完全浸没在水中时，物体所受浮力的大小为 1104 N；(2)物体下表面所受水的压强为 3104 Pa；(3)电动机对绳子的拉力为 1104 N；(4)物体上升的速度为 0.2 m/s；滑轮组的机械效率为 88.9%。32.进入三月份以来，东营街头出现了一种共享电动汽车。如表所示是这种汽车的主要参数。(g取 10 N/kg)空车质量 800 kg 每个轮胎与地面接触面积 50 cm2 电池容量 44 kWh 标准承载 200 kg 最大续航(充满电最大行驶路程)200 km 所受阻力与汽车总重的比值 0.09(1)电动机是电动汽车的核心部分，电动机工作时能量的转化是_。电动机的工作原理是_。(2)标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强是多少？(3)如图所示是电动汽车行驶在某路段的路程与时间图像，标准承载下，电动汽车以此速度匀速行驶 1 min 的耗电量为 0.4 kWh，电动机的效率是多少？(4)若某燃油汽车百公里耗油 6 L，每升油 5.5 元，电动汽车充电每度 0.8 元，通过计算比较使用燃油汽车与电动汽车哪种更经济。解：(1)电能转化为机械能 通电线圈在磁场中受力转动(2)乘客与车的总质量：mm1m2800 kg200 kg1 000 kg，电动汽车对水平地面的压力：FGmg1 000 kg10 N/kg1104 N，电动汽车与水平地面的总接触面积：S4S0450 cm2200 cm22102 m2，电动汽车对水平地面的压强：pFS1104 N2102 m25105 Pa。(3)由图可知，电动汽车做匀速直线运动，22 当t13 s 时，s160 m，则电动汽车行驶的速度：vs1t160 m3 s20 m/s，电动汽车以此速度匀速行驶 1 min 的路程：svt20 m/s60 s1 200 m，电动汽车的牵引力：F1f0.09G0.091104 N900 N，电动汽车牵引力做的功：W有F1s900 N1 200 m1.08106 J，电动汽车电动机的效率：W有W电1.08106 J0.43.6106 J100%75%。(4)燃油汽车行驶 100 km 费用：6 L5.5 元/L33 元，电动汽车行驶 100 km 费用：44 kWh0.8元/（kWh）200 km100 km17.6 元，因为 17.6 元小于 33 元，所以使用电动汽车费用少，更经济。答：(1)电能转化为机械能 通电线圈在磁场中受力转动(2)标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强是 5105 Pa；(3)电动机的效率是 75%；(4)与使用燃油汽车相比，使用电动汽车更经济。33.我市经济建设中用到大量机械设备，某种起重机结构如图所示，起重机的吊臂OAB可以看作杠杆，吊臂前端用钢绳连着动滑轮，立柱CA竖直，OBOA61。用该起重机将浸没在水中的长方体石墩提出，放在水平地面上，石墩质量为 1.5104 kg、底面积为 3 m2、高为 2 m。(g取 10 N/kg，水1.0103 kg/m3)(1)浸没在水中的石墩(石墩的底部未浸入淤泥中)，受到的浮力是多少？(2)石墩放在水平地面上时，起重机未对石墩施力，则石墩对地面的压强是多少？(3)石墩完全离开水面被提升的过程中，测得每根钢绳的拉力为 1.0105 N，此时动滑轮的机械效率是多少？(4)当石墩被提起且仍浸没在水中时，若忽略动滑轮、钢绳和吊臂的重力及各种摩擦，起重机立柱CA对吊臂A点竖直向上的作用力是多少？解：(1)石墩完全浸没在水中时，石墩排开水的体积：V排VSh3 m22 m6 m3，受到的浮力：F浮水V排g1.0103 kg/m36 m310 N/kg6104 N。(2)石墩的重力：Gmg1.5104 kg10 N/kg1.5105 N，石墩对地面的压力：FG1.5105 N，石墩对地面的压强：pFS1.5105 N3 m25104 Pa。(3)设石墩上升的高度为h，钢绳自由端移动的距离为s，则s2h；由W有W总可得，动滑轮的机械效率：23 W有W总GhFsG2F1.5105 N21.0105 N100%75%。(4)当石墩浸没在水中时，受到的浮力为F浮6104 N，石墩对B点的拉力：FB GF浮1.5105 N6104 N9104 N，设起重机立柱CA对A点的作用力为FA，从支点O分别向动力FA的作用线和阻力FB的作用线作垂线OC、OD，OC、OD分别为FA、FB的力臂，如图所示。由OACOBD可得，OCODOAOB16，根据杠杆的平衡条件可得，FAOCFBOD，则起重机立柱CA对吊臂A点竖直向上的作用力：FAFBODOC9104 N65.4105 N。答：(1)受到的浮力是 6104 N；(2)石墩对地面的压强为 5104 Pa；(3)此时动滑轮的机械效率为 75%；(4)起重机立柱CA对吊臂A点竖直向上的作用力是 5.4105 N。34.“蛟龙号”创造了“中国深度”下潜 7 062 m。今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索 2 700 m 深处活火山的奥秘。已知，海水密度1.03103 kg/m3，声音在海水中的传播速度是 1 500 m/s，取g10 N/kg。问：(1)“蛟龙号”下潜到 2 700 m 深度时受到的海水的压强是多少？(2)电磁波传播速度大，但是在海水中的传输距离很短，母船与“蛟龙号”的信息传递要借助于声呐。在 2 700 m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间？(3)“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是 5103 N，它受到的浮力是多少？(4)任务完成后，起重机把重 2.2105 N 的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图乙，在滑轮装置作用下，“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升 10 m 后到达甲板，绳子自由端的拉力为 68 750 N，移动的距离是 40 m，则滑轮装置的机械效率是多少？(5)你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么(答出一条即可)?解：(1)“蛟龙号”受到海水的压强：pgh1.03103 kg/m310 N/kg2 700 m2.781107 Pa。(2)由vst可得，“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要的时间：thv2 700 m1 500 m/s1.8 s。(3)“蛟龙号”受到的浮力等于它排开海水的重力：F浮G排5103 N。(4)滑轮组承担物体重力的绳子股数：ns绳h40 m10 m4，24 滑轮装置的机械效率：W有W总GhFs绳GhFnhGnF2.2105 N468 750 N100%80%。(5)随着下潜深度的增大，压强会越来越大，温度会越来越低，所以下潜至深海需要克服的技术难题是高压和低温。答：(1)“蛟龙号”下潜到 2 700 m 深度时，受到的海水的压强是 2.781107 Pa；(2)在 2 700 m 深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要 1.8 s；(3)“蛟龙号”受到的浮力是 5103 N；(4)滑轮装置的机械效率是 80%；(5)“蛟龙号”面临的主要技术难题是高压(或低温)。