2022年中考物理一轮复习-----简单机械计算专题拔高卷（Word版含答案）.docx

简单机械计算专题拔高卷1我国有人驾驶深海探测器“蛟龙号”质量为22.5t，可以探测7000m深的海洋，每次完成任务后，要用起重机将它吊到母船上，如图甲。我们将它简化成图乙，在某次“蛟龙号”离开水面后吊起时，用时200秒，匀速上升了10m。已知此时滑轮组的机械效率为75%。求此次回收过程中：（1）电动起重机拉力做的有用功和总功？（2）至少为多少千瓦？（3）电动机对钢绳自由端拉力F多大？ 2利用如图所示的滑轮组，在5 s内将重为360 N的物体匀速向上提起2 m，作用在绳端竖直向上的拉力F为150 N。求：该滑轮组的机械效率？3某建筑工地的水平地面上放着一个重的花岗岩大石块，它与地面的接触面积为。现用起重机把大石块以的速度匀速吊到高的位置，起吊过程中，起重机吊该大石块的机械效率是80，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图所示。试求：（1）起重机起吊前，大石块对地面的压强是多少？（2）钢丝绳上的拉力是多少？（3）钢丝绳上拉力的功率是多少？4用如图所示滑轮组匀速提升重为350N的物体，人的体重为500N，人对绳的拉力为 200N，不计绳重和摩擦，求：（1）动滑轮重力；（2）滑轮组的机械效率；（3）在此过程中，物体在5s内匀速上升了2m，求拉力的功率；（4）如果绳子能承受最大拉力是800N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重是多少？5如图所示，工人用滑轮组拉着重600N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了10s，工人对绳子向下的拉力为350N，不计绳重和摩擦。求：（1）动滑轮重；（2）滑轮组的机械效率；（3）拉力的功率；（4）若物重为900N，此时的机械效率为多少。6如图中的“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，是竖直支架，是水平臂，其上段叫平衡臂，端装有配重体，段叫吊臂，处装有滑轮，可在、两点间移动。“塔吊”通过电动机带动如图乙所示的滑轮组，竖直吊起物体。某次吊起的重物为30000N，物体在10s内匀速上升了10m，此时滑轮组的机械效率为。求（1）电动机对滑轮组钢丝上水平拉力所做的功；（2）水平拉力的大小。7在建筑工地，用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。当电动机用800N的力拉钢丝绳，使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为90%，g取10N/kg。求：（1）钢丝绳自山端的移动的速度？（2）电动机对钢丝绳拉力的功率？（3）电动机做的有用功？（4）建筑材料所受的重力？ 8如图所示，重为的物体A在拉力的作用下，内被匀速提高了，拉力做的功随时间变化的图像如图所示。求：（1）拉力的功率？（2）拉力大小？（3）机械效率是多少？（4）如果不计绳重与摩擦，动滑轮重力是多少？9如图所示，小明用80N的拉力将重200N的物体提升了3m，若不计绳重和摩擦，求此过程中：（1）滑轮组做的有用功是多少？ （2）滑轮组的机械效率是多少？（3）动滑轮重为多少N？10如图所示的是某停车场安装的道闸结构示意图，合金制作的空心栏杆，通过固定装置安装在箱体，能绕固定轴O转动90°，固定轴到箱底的高度为h，箱体固定在地面上。弹簧通过连接钢丝一端固定在箱体底面，另一端固定在固定装置上的A点，使用时弹簧保持竖直。可以使栏杆在水平位置和竖直位置间转动。弹簧自重G弹簧=30N，钢丝重忽略不计，固定轴到弹簧的距离是OA=20cm。通过调节连接钢丝的长度，使弹簧的长度为l1=80cm，这时栏杆在水平位置平衡。在栏杆的重心位置上安装了5N重的警示牌，需要调节连接钢丝长度，改变弹簧的拉力，使栏杆仍然在水平位置平衡。栏杆与固定装置总重为G栏杆，重心B点到O点距离为1.2m，若弹簧的长度l与拉力F拉的关系图象如图乙所示。求：（1）安装警示牌前栏杆A点所受动力F1；（2）栏杆和固定装置总重G栏杆；11如图所示，在科普节目加油 向未来中，有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上，滑轮组将平衡板提升至一定高度后，两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量为55kg，乙的质量为45kg，平衡板质量为900kg，且质量分布均匀，重心在点O。（g取10N/kg）（1）甲、乙两人竖直站在平衡板上，滑轮组在25s内将平衡板匀速提升至离地面5m的高度处。提升过程中平衡板始终保持水平平衡，拉力F为6250N。求在此过程中： 滑轮组所做的有用功为多少？ 拉力F的功率多大？滑轮组的机械效率为多少？（2）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡。甲、乙两人从图中位置同时向平衡板左、右两侧沿同一直线向相反方向缓慢挪动至C、D竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，则两人挪动的距离AC和BD之比为多少？12中国一海洋科学勘探小组在我国南海领域进行勘探作业，某次勘探时需要将一密度为1.6×103kg/m3的正方体海底岩矿A从10m深的浅海打出水面，该打捞系统由如图所示SC101/120型发动机和轻绳连接的滑轮组以及轻质减震弹簧组成，其参数如表所示，打捞装置体积忽略，其中动滑轮的质量为50kg岩矿A从刚好离开海底到全部露出水面过程中，弹簧长度的变化了0.6m。海水密度为1.0×103kgm3，g=10N/kg，打捞过程中不考虑海水阻力，全过程匀速提升。已知弹簧受到的拉力每变化20000N弹簧的长度随之变化1m，且弹簧始终在弹性限度内，试计算：名称SC101/120最大架设高度（m）50最大提升高度（m）50电机额定输出功率（kw）7.7kw整机重量（t）8（1）打捞之前岩矿A下表面受到海水的压强；（2）岩矿A的体积；（3）打捞岩矿A的过程中，当A浸没在水中时，岩矿允许的最大速度。13图甲是天工开物中记载的三千多年前在井上汲水的桔棒，其示意图如图乙；轻质杠杆的支点O距左端l11m，距右端l20.4m；在杠杆左端悬挂重力为50N的物体A，右端挂重物B，杠杆在水平位置平衡时，B对地面的压力为75N；求：（1）此时杠杆右端所受拉力大小；（2）B的重力。14如图是体重为的工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图。在的拉力作用下，使质量为70kg的建筑材料在10s的时间里，匀速竖直上升了。不计绳子重力和摩擦，g取，绳子承受的拉力足够大。求：（1）拉力做了多少功？（2）滑轮组的机械效率是多大？（3）工人利用这样的滑轮组提升物体时机械效率最大为多少？15用图所示的装置提升重为600N 的物体A，动滑轮受到的重力为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了1m。在此过程中，不计绳重和轮与轴间的摩擦。求：（1）拉力F；（2）卷扬机拉绳的功率P；（3）滑轮组提升物体A的机械效率。16甲、乙、丙三人用图中所示装置打捞水中重物。端点为A、B的木棒中点为C，端点为D、H的木棒中点为E；两根木棒质地均匀，均为圆柱体，重力均为150N；重物的体积为、重力为1200N；A、B、H是三人对木棒施力的作用点，C与D之间、E与重物之间均通过轻绳相连，打捞过程中两根轻绳始终紧绷，三人用竖直向上的力使两根木棒始终以相同的速度同步匀速提升重物，最终将重物打捞出水。（不计轻绳的质量及水的阻力，g=10N/kg，）（1）重物浸没在水中时受到的浮力大小为多少？（2）重物浸没在水中时，打捞过程中轻绳对D点的拉力大小为多少？（3）若重物浸没在水中时，被提升的高度为1m，请计算整个装置在此过程中的机械效率。17如图是搬运砖头的独轮车，车箱和砖头的总质量为160kg，独轮车的有关尺寸如图所示；运砖头时从A点抬起独轮车把手的动力是F；（1）车箱和砖头的总重力G是多少？（2）推车时，人手向上的力F的大小是多少？（3）张师傅推着这一车砖头以2m/s的速度在水平路面上沿直线匀速将砖头从材料场送到工地，用时5分钟，已知此过程中独轮车受到的阻力为300N，则张师傅推送这一车砖头做多少功？18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，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升过程中绳子自由端拉力的功率为120W。已知物体A重540N，该工人重500N，不计滑轮组的绳重和摩擦。求：（1）提升过程中，滑轮组的机械效率为多少？（2）该地面对人的支持力为多少？试卷第9页，共10页参考答案1（1）2.25×106J；3×106J；（2）150kW；（3）7.5×104N【解析】解：（1）电动起重机拉力做的有用功总功（2）电动机的功率（3）拉力速度由知道，电动机对钢绳自由端拉力答：（1）电动起重机拉力做的有用功2.25×106J；总功3×106J；（2）电动机的功率至少为150kW； （3）电动机对钢绳自由端拉力7.5×104N。280%【解析】解：由图可知，n=3，则绳端移动的距离s=3h=3×2m=6m拉力做的功W总=Fs=150N×6m=900J有用功W有=Gh=360N×2m=720J滑轮组的机械效率答：该滑轮组的机械效率是80%。3（1）；（2）；（3）【解析】解：（1）石块放在水平地面上对地面的压力F=G=8×104N 石块对地面的压强（2）起重机起吊该石块做的有用功由得总功拉力移动的距离为钢丝绳上的拉力为（3）动滑轮上有两段绳子，则动滑轮绳子末端移动的速度v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s钢丝绳上拉力的功率P=F拉v=5×104N×0.4m/s=2×104W答：（1）起重机起吊前，大石块对地面的压强是2×104Pa；（2）钢丝绳上的拉力为5×104N；（3）钢丝绳上拉力的功率是2×104W。4（1）50N；（2）87.5%；（3）160W；（4）950N【解析】（1）由图可知绳子的股数n=2，根据公式可知，动滑轮重力为G动=nF-G物=2×200N-350N=50N（2）滑轮组的机械效率为（3）此过程中，物体上升的速度为绳子自由端移动的速度为vs=nv物=2×0.4m/s=0.8m/s拉力的功率为（4）人向下拉绳子时的最大拉力等于人的重力，即Fmax=G人=500N因为不计绳重和摩擦，绳子承受的最大拉力小于人的重力，故根据公式可知，此滑轮组能提升的最大物重为Gmax=nFmax-G动=2×500N-50N=950N答：（1）动滑轮重力为50N；（2）滑轮组的机械效率为87.5%；（3）在此过程中，物体在5s内匀速上升了2m，拉力的功率为160W；（4）如果绳子能承受最大拉力是800N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重是950N。5（1）100N；（2）85.7%；（3）70W；（4）90%【解析】解：（1）由图知，动滑轮上绳子的段数n=2，不计绳重及摩擦，由F=(G物+G动)可得动滑轮的重力G动=2F-G物=2×350N-600N=100N（2）滑轮组的机械效率= = = =85.7%（3）拉力F的功率为P= Fv绳=F×2v物=350N×2×0.1m/s=70W（4）若物重为900N，此时的机械效率为= = = =90%答：（1）动滑轮重100N；（2）滑轮组的机械效率85.7%；（3）拉力的功率为70W；（4）若物重为900N，此时的机械效率为90%。6（1）；（2）【解析】解：（1）塔吊对重物做功由图可知，由可知，水平拉力做的功（2）由公式得水平拉力答：（1）电动机对滑轮组钢丝上水平拉力所做的功是；（2）水平拉力的大小是。7（1）0.3m/s ；（2）240W；（3）2160J ；（4）2160N【解析】解：（1）由图可知，动滑轮上绳子的有效段数为3，在10s内建筑材料匀速上升1m，钢丝绳移动距离钢丝绳自由端的移动的速度为（2）电动机用800N的力拉钢丝绳，拉力做的总功电动机对钢丝绳做功的功率为（3）由得，电动机做的有用功（4）电动机做的有用功即为建筑材料提升过程中克服重力做的功，即可得答：（1）钢丝绳自山端的移动的速度为0.3m/s；（2）电动机对钢丝绳拉力的功率为240W；（3）电动机做的有用功为2160J；（4）建筑材料所受的重力为2160N。8（1）5W；（2）25N；（3）80%；（4）10N【解析】解：（1）由图乙可知，内拉力做的功则拉力的功率（2）由图甲可知，n=2，绳子自由端移动距离作用在绳子上的拉力（3）有用功滑轮组的机械效率（4）不计绳重与摩擦，由拉力得动滑轮的重力答：（1）拉力的功率是5W；（2）拉力大小是25N；（3）机械效率是80%；（4）如果不计绳重与摩擦，动滑轮重力是10N。9（1）600J；（2）83.3；（3）40N【解析】（1）根据题意知道，滑轮组做的有用功W有=G物h=200N×3m=600J（2）由图知道，n=3，滑轮组做的总功W总=Fs=80N×3×3m=720J滑轮组做的机械斜率（3）不计摩擦和绳重时，由知道，动滑轮自重G动=3F-G物=3×80-200N=40N答：（1）滑轮组做的有用功是600J； （2）滑轮组的机械效率是83.3%；（3）动滑轮重为40N。10（1）330N；（2）55N【解析】答：（1）安装警示牌前栏杆A点所受动力F1等于弹簧的重力和弹簧对A点的拉力之和，此时弹簧的长度为l1=80cm，由图象可知，此时弹簧对A点的拉力为300N，故F1=G弹簧+F拉1=30N+300N=330N（2）安装警示牌前栏杆A点所受动力F1的拉力为330N，由杠杆平衡条件可得F1×LOA=G栏杆×LOB带入数据得330N×20cm=G栏杆×1.2×100cm解得G栏杆=55N答：（1）安装警示牌前栏杆A点所受动力F1的拉力为330N；（2）栏杆和固定装置总重G栏杆为55N。11（1）；2500W；80%；（2）9：11【解析】解：（1） 由题意可知，甲的质量为55kg，乙的质量为45kg，平衡板质量为900kg，则甲、乙和平衡板的总重力是甲、乙和平衡板的总重力是，滑轮组在25s内将平衡板匀速提升至离地面5m的高度处，则根据可知，滑轮组所做的有用功是 由题意可知，平衡板匀速提升至离地面5m的高度处，并从图中可以看到，两条绳子托着动滑轮，则绳端移动的距离是这个过程经历了25s的时间，根据可知，绳端移动的速度是绳端移动的速度是0.4m/s，拉力F为6250N，平衡板匀速提升，则绳端匀速移动，根据可知，拉力F的功率是拉力F的功率是2500W；由上述解析可知，滑轮组所做的有用功是，拉力F为6250N，绳端移动的距离是10m，那么滑轮组所做的总功是根据机械效率的公式，可知滑轮组的机械效率是滑轮组的机械效率是80%。（2）由题意可知，当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡，平衡板可以看作是一个杠杆，甲的重力是乙的重力是根据杠杆的平衡条件可得代入数据解得；甲、乙两人缓慢挪动至C、D竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，根据杠杆的平衡条件可得代入数据可得解得，两人挪动的距离AC和BD之比为9：11。答：（1） 滑轮组所做的有用功为； 拉力F的功率是2500W；滑轮组的机械效率为80%；（2）两人挪动的距离AC和BD之比为9：11。12（1）；（2）【解析】解：（1）打捞之前岩矿A下表面受到海水的压强为（2）已知弹簧受到的拉力每变化20000N，弹簧的长度随之变化1m，当岩矿A从浸没海水中到全部露出水面时，弹簧长度的变化量为0.6m，则岩矿A浸没在海水中时受到的浮力为则岩矿A的体积为（3）由可知，电机额定功率工作时，拉力最小时，速度最大，根据题意可知，岩矿A做匀速直线运动，受平衡力作用，即岩矿A受到的拉力和浮力之和等于其自身重力，岩矿A的质量为岩矿A重力为则岩矿A受到的拉力为动滑轮是一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆，绳子自由端的拉力为绳子自由端的速度为则岩矿A最大速度为答：（1）打捞之前岩矿A下表面受到海水的压强为；（2）岩矿A的体积为；（3）打捞岩矿A的过程中，当A浸没在水中时，岩矿允许的最大速度为。13（1）125N；（2）200N【解析】解：（1）由F左l1F右l2可得，杠杆右端受到的拉力F右125N（2）由力的作用相互性可知，杠杆对B的拉力大小是125N，杠杆在水平位置平衡时，B对地面的压力为75N，根据相互作用力性质可知，地面对B的支持力为75N；因B的重力GBFB+F支125N+75N200N答：（1）此时杠杆右端所受的拉力为125N；（2）正方体B的重力为200N。14（1）1600J；（2）87.5%；（3）90%【解析】解：（1）由图示知，滑轮组承重绳子为2根，10s内，绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m拉力做功W总=Fs=400N×4m=1600J（2）建筑材料的重力G=mg=70kg×10N/kg=700N提升建筑材料所做的有用功W有=Gh=700N×2m=1400J滑轮组的机械效率（3）此滑轮组的动滑轮重G动=2F-G=2×400N-700N=100N工人提升物体时，对绳子的最大拉力等于工人自身的重力，为400N，那么利用此滑轮组能提升的最重物体此时机械效率最大值为答：（1）拉力做了1600J的功；（2）滑轮组的机械效率是87.5%；（3）工人利用这样的滑轮组提升物体时机械效率最大为90%。15（1）400N；（2）80W；（3）75%【解析】解：（1）如图所示，滑轮组承重绳子为2根，在不计绳重和轮与轴间的摩擦时，绳子自由端的拉力（2）物体匀速上升时的速度绳子自由端移动的速度v2=2v1=2×0.1m/s=0.2m/s卷扬机拉绳的功率P=Fv2=400N×0.2m/s=80W（3）滑轮组提升物体A的机械效率答：（1）拉力F为400N；（2）卷扬机拉绳的功率P为80W；（3）滑轮组提升物体A的机械效率为75%。16（1）100N；（2）625N；（3）78.57%【解析】解：（1）重物浸没在水中时受到的浮力大小（2）E端的拉力阻力为由杠杆平衡条件得到轻绳对D点的拉力大小（3）有用功额外功总功整个装置在此过程中的机械效率答：（1）重物浸没在水中时受到的浮力大小为100N；（2）重物浸没在水中时，打捞过程中轻绳对D点的拉力大小为625N；（3）整个装置在此过程中的机械效率是78.57%。17（1）1600N；（2）400N；（3）1.8×105J【解析】解：（1）车箱和砖头的总重力Gmg160kg×10N/kg1600N（2）由图知，F的力臂L11.2m，阻力G的力臂L20.3m，根据杠杆平衡条件得F×L1G×L2即F×1.2m1600N×0.3m解得F400N。（3）张师傅推着这一车砖头以2m/s的速度在水平路面上沿直线匀速将砖头从材料场送到工地，运动路程为svt2m/s×5×60s600m且车处于平衡状态，所受推力F推f300N则张师傅推送这一车砖头做的功WF推s300N×600m1.8×105J答：（1）车箱和砖头的总重力G是1600N；（2）推车时，人手向上的力F的大小是400N；（3）张师傅推送这一车砖头做1.8×105J的功。18（1）90%；（2）230N【解析】解：设工人拉绳子所用的时间为t。（1）物体被提升的高度为滑轮组做的有用功为滑轮组做的总功为提升过程中，滑轮组的机械效率为（2）从图中可以看出，该滑轮组不计滑轮组的绳重和摩擦，绳子末端拉力的大小为因此工人受到绳子竖直向上的拉力大小为270N，工人静止在水平地面上，该地面对人的支持力为答：（1）提升过程中，滑轮组的机械效率为90%； （2）该地面对人的支持力为230N。答案第13页，共13页