2022学年中考物理二轮专题复习——简单机械+计算

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2022学年中考物理二轮复习——简单机械计算 专题必刷学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________1．假期里，小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动。活动要求是：家庭成员中的任意两名成员分别站在如图所示的木板上，恰好使木板水平平衡。（1）若小兰和爸爸的体重分别为400N和800N，小兰站在距离中央支点2m的一侧，爸爸应站在距离支点多远处才能使木板水平平衡？（2）若小兰和爸爸站在了木板上中央，他们同时开始向两端匀速行走，小兰的速度是0.5m/s，爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏？2．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，不计绳重和摩擦，求：（1）动滑轮重；（2）绳自由端的速度的大小；（3）滑轮组的机械效率；（4）当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率。3．如图所示，在10s内，小明用绳a把重为100N的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点；小红用绳b以平行于斜面的拉力把重也为100N的物体乙沿斜面从C点匀速拉至与B等高的D点。AB之间的高度差H为1.5m，CD之间的距离为3m。（1）在图中画出甲（用黑色圆点代表）从A点匀速运动至B点过程受到的力的示意图，并求绳a对甲的拉力大小；（2）求此过程中绳a对甲的拉力所做的功WAB及其功率P甲；（3）若斜面CD的机械效率为62.5%，求绳b对乙的拉力。   4．在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期，小马同学设计了如图所示的装置进行“无接触传送”物品。现有质量M=25kg的木箱，长L=5m，高h=3m的固定斜面，他用F=100N的力拉绳，使木箱以v=0.2m/s的速度沿斜面匀速地由底端上升到顶端，此过程因绳和滑轮间的摩擦而做的额外功W0=20J。已知动滑轮质量m=1kg，连接动滑轮的绳子拉直且与斜面平行，不计绳的质量、木箱大小和木箱到动滑轮间的绳长，g取10N/kg。求：（1）木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间；（2）小马同学拉力的功率；（3）整个装置的机械效率；（4）斜面对木箱的摩擦力大小。5．如图所示重120N的物体沿着长2m、高0.5m的斜面从顶端匀速下滑到底端，物体受到斜面对它的摩擦力为30N，求：（1）物体从顶端下滑到底端，重力所做的功；（2）若用沿斜面向上的拉力F将物体从斜面底端匀速拉到斜面的顶端，拉力F所做的功；（3）本次拉力F利用斜面做功时，斜面的机械效率。  6．我市某建筑工地，一个质量为80kg的工人，用如图所示的装置（包括滑轮组及装石板的托板）提升石板。已知托板重200N，每块石板重200N，此工人在20s内沿着竖直方向将5块相同的石板匀速提升4m，不计绳重和摩擦，此时装置的机械效率为80%。设此工人与地面间的接触面积为560cm2，g取10Nkg，求（1）工人拉绳的力；（2）工人匀速拉绳过程中对地面的压强；（3）工人做功的功率；（4）动滑轮的重力。7．用如图所示滑轮组从水中匀速提起一个体积为5000cm3的石块A，绳子自由端的拉力F=60N，石块在20s时间内匀速上升了4m，此时石块仍浸没在水中。（ρ石=2.8×103kg/m³，g=10N/kg）求：（1）石块受到的浮力；（2）滑轮组的机械效率。8．我国自主研发建造的“天鲲号”绞吸挖泥船正式投产首航，其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置均为世界之最。（g取10N/kg，ρ水取1.0×103kg/m3）主要参数如下表。（1）满载时，求“天鲲号”受到水的浮力是多少？（2）满载时，求“天鲲号”底部受到水的压强是多少？若船底需要安装探测仪器，其面积为40cm2，求探测仪器受到水的压力是多少？（3）“天鲲号”去某水域执行任务，其工作量相当于将1.36×104t的淤泥输送至15m高的台田上。假设“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵的机械效率为30%，求完成此任务需要的时间是多少？项目参数总长度（m）140宽度（m）27.8吸/排管径（mm）1000/1000满载排水管（t）1.7×104满载吃水深度（m）6.5泥泵输送功率（W）1.7×107 9．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提升2m，不计绳重和摩擦。求（1）动滑轮重；（2）绳自由端的速度的大小；（3）滑轮组的机械效率；（4）当匀速提升680N重的物体时，滑轮组的机械效率。   10．在维修汽车发动机时，用如图所示的滑轮组把汽车里的发动机提起来。当卷扬机用750N的力拉钢丝绳，使发动机在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为80%，已知动滑轮的重力是250N。求：（1）卷扬机做功的功率。（2）发动机的重力。11．如图1所示，装有10kg水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为400cm2，桶的质量忽略不计。某同学用图2所示的滑轮组在5s内将这桶水匀速提升2m，所做的额外功为40J，g取10N/kg，求：（1）图1中圆桶对地面的压强大小：（2）滑轮组对圆桶拉力做功的功率；（3）滑轮组的机械效率。（保留一位小数）12．在新农村建设中，小张要将沙子运到6m高的三楼施工处，用如图所示的滑轮组。已知：沙子重为500N，装沙的桶重80N，动滑轮重为20N，（g取10N/kg）求：（1）小张做的有用功多大？（2）不考虑绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率多大？（3）实际工作中，绳重和摩擦不能忽略，现知道将500N的沙子运上三楼克服绳重和摩擦做的额外功为120J，则实际工作中的拉力多大？ 13．工人沿斜面把一个箱子推上汽车，如图所示，已知箱子重400N，斜面长2.5m、高1m。已知推箱子在斜面上滑动时，受到的摩擦力大小为40N。求：（1）工人所做的额外功是多少？（2）工人所做有用功是多少？（3）此时斜面的机械效率多大？14．如图所示，某工人用动滑轮匀速将水桶提高2m，水桶所受重力为150N，滑轮的重力为10N，不计绳重和摩擦，求：（1）工人拉绳子所用拉力F的大小；（2）拉力做的功；（3）若物体上升的速度为1m/s，则拉力的功率为多少千瓦；（4）动滑轮的机械效率。15．如图所示，某工人用滑轮组将重103N的重物提高2m，所用的拉力是600N，求：（1）工人通过滑轮组所做的有用功；（2）工人做的总功；（3）工人的机械效率。 16．如图所示，某人用一根轻质木棒挑一重为120牛的物体站在水平地面上，木棒AB保持水平，棒长AB=1.2米，重物悬挂处离肩膀距离BO=0.8米，求此人用手作用在棒的A端时要挑起重物所用的最小的力及力的方向。17．如图 1所示，某人用滑轮组从水池底匀速提起实心正方体物体A（物体底部与池底不密合）。物体A从离开池底到图要露出水面经历的时间为 15s，提升的高度为3m。当人作用在绳端竖直向下的拉力为F1时，物体A受到池底的支持力为FN；当物体A刚刚离开池底到刚好要露出水面前始终以某一速度匀速上升时，人作用在绳端竖直向下的拉力为 F2，此时人拉力做功的功率为160 W。已知：物体 A的密度为ρ=2.5×103kg/m3，体积为V=0.04 m³，水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3，F1∶F2=2∶5。不计摩擦和绳重及水的阻力，g=10 N/kg。求∶（1）物体 A未露出水面前受到的浮力；（2）物体A 在水中匀速上升时，人拉绳的速度 v；（3）物体 A在水中匀速上升且未露出水面前，滑轮组的机械效率；（4）当作用在绳端的拉力为 F1时，物体 A 受到池底的支持力FN。        18．如图所示，两个和尚用轻质扁担来抬水，水桶和水的总质量为20千克。扁担在水平位置平衡时，水桶悬挂点到甲和尚肩上支撑点的距离为0.8米，到乙和尚肩上支撑点的距离为1.2米。（1）求甲和尚对扁担的支持力；（2）如果在水桶中多装入10千克水，要保持两和尚支撑点的位置及甲和尚对扁担的支持力大小不变，求水桶悬挂点应移动的距离和方向。
参考答案：1．（1）1m；（2）0.25m/s【解析】（1）小兰和爸爸对杠杆施加的力分别为F1=400N，F2=800N，F1的力臂l1=2m，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2400N×2m=800N×l2可解得l2=1m（2）设小兰和爸爸匀速行走的速度分别为v1、v2，行走时间为t，要保证杠杆水平平衡，则有F1v1t=F2v2t代入数据可得400N×0.5m/s=800N×v2可解得v2=0.25m/s答：（1）爸爸应站在距离支点1m处才能使木板水平平衡；（2）爸爸的速度是0.25m/s才能使木板水平平衡不被破坏。2．（1）120N；（2）0.3m/s；（3）；（4）【解析】解：（1）由图可知n=3，不计绳重和摩擦， 动滑轮的重力G动=3F-G=3×200N-480N=120N（2）物体上升的速度绳自由端的移动速度v2=nv1=3×0.1m/s=0.3m/s（3）滑轮组的机械效率（4）当匀速提升600N重的物体时，拉力此时滑轮组的机械效率答：（1）动滑轮重120N；（2）绳自由端的速度0.3m/s；（3）滑轮组的机械效率80%；（4）当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率83.3%。3．（1） ；100N；（2）150J；15W；（3）80N【解析】解：（1）从A点匀速运动至B点过程中，物体甲处于平衡状态，在竖直方向受到向上的拉力、向下的重力作用，即 甲匀速上升，根据二力平衡可知Fa=G甲=100N（2）绳a对甲的拉力所做的功为WAB=Fas甲=FaH=100N×1.5m=150J功率为（3）利用斜面把乙从C拉至D的过程中W总=WCD，W有=G乙H乙=G甲H=WAB由可知则绳b对乙的拉力为答：（1）从A点匀速运动至B点过程受到的力的示意图见解析，绳a对甲的拉力大小为100N；（2）此过程中绳a对甲的拉力所做的功WAB为150J，其功率P甲为15W；（3）绳b对乙的拉力为80N。4．（1）25s；（2）40W；（3）75%；（4）40N【解析】解：（1）木箱移动的距离木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间（2）由图知，动滑轮上绳子的股数n=2，绳子自由端移动的速度拉力的功率（3）物体的重力机械做的有用功绳子自由端移动的距离机械做的总功整个装置的机械效率（4）动滑轮的重力克服动滑轮重力所做的功克服摩擦力做的功斜面对木箱的摩擦力为答：（1）木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间为25s；（2）小马同学拉力的功率为40W；（3）整个装置的机械效率为75%；（4）斜面对木箱的摩擦力为40N。5．（1）60J；（2）120J；（3）50%【解析】解：（1）重力所做的功W1Gh120N0.5m60J（2）在沿斜面上拉物体过程中，压力和粗糙程度不变，物体所受的摩擦力仍为30N，则克服摩擦力做功为W2fs=30N2m60J拉力做的功WW1 W260J60J120J（3）斜面的机械效率答：（1）物体从顶端下滑到底端，重力所做的功60J；（2）拉力F所做的功120J；（3）本次拉力F利用斜面做功时，斜面的机械效率50%。6．（1）625N；（2）3125Pa；（3）250W；（4）50N【解析】解：（1）装置的机械效率将，，代入可得，工人拉绳的力（2）工人的重力工人对地面的压力工人匀速拉绳过程中对地面的压强（3）工人做的功工人做功的功率（4）动滑轮的重力答：（1）工人拉绳的力是625N；（2）工人匀速拉绳过程中对地面的压强是3125Pa；（3）工人做功的功率是250W；（4）动滑轮的重力是50N。7．（1）50N；（2）75%【解析】解：（1）体积为5000cm3=5×10-3m3的石块，石块受到的浮力（2）石头的重力为绳子对石头拉力为吊动滑轮有2段绳子，物体上升4米，绳子移动8米，滑轮组的机械效率答：（1）石块受到的浮力为50N；（2）滑轮组的机械效率为75%。8．（1）1.7×108N；（2）260N；（3）400s【解析】（1）“天鲲号”受到的浮力为（2）“天鲲号”底部受到水的压强为由得，探测仪器受到水的压力为（3）淤泥的质量为淤泥所受的重力为 “天鲲号”绞吸挖泥船泥泵做的有用功为“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵做的总功为“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵需用时间为答：（1）“天鲲号”受到水的浮力是1.7×108N；（2）“天鲲号”底部受到水的压强是6.5×104Pa，面积为40cm2探测仪器受到水的压力是260N；（3）完成此任务需要的时间是400s。9．（1）120N；（2）0.3m/s；（3）80%；（4）85%【解析】解：（1）由图可知n=3，不计绳重和摩擦，动滑轮的重G动=3F-G物1=3×200N-480N=120N（2）物体上升的速度绳自由端的移动速度v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s（3）滑轮组的机械效率×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=80%（4）当匀速提升680N重的物体时，此时滑轮组的机械效率×100%=×100%=×100%=×100%=85%答：（1）动滑轮重是120N；（2）绳自由端的速度的大小是0.3m/s；（3）滑轮组的机械效率是80%；（4）当匀速提升680N重的物体时，滑轮组的机械效率是85%。10．（1）225W；（2）2000N【解析】解：（1）由图可知，滑轮组承担重物和动滑轮的绳子股数为n=3，则拉力在10s内移动的距离为s=nh=3×1m=3m则卷扬机作的功为W=Fs=750N×3m=2250J卷扬机做功的功率为P=225W（2）根据F=可得，发动机重力为G=nF-G动=3×750N-250N=2000N答：（1）卷扬机做功的功率为225W；（2）发动机的重力为2000N。11．（1）2.5×103；（2）40W；（3）83.3%【解析】解：（1）桶的质量忽略不计，则图1中圆桶对地面的压力F=G=mg=10kg10N/kg=100N图1中圆桶对地面的压强p===2500Pa（2）滑轮组对圆桶拉力做的功=Gh=100N2m=200J滑轮组对圆桶拉力做功的功率P===40W（3）滑轮组拉力所做的总功W总=W有+W额=200J+40J=240J则滑轮组的机械效率=100=10083.3%答：（1）图1中圆桶对地面的压强大小为2500Pa；（2）滑轮组对圆桶拉力做功的功率为40W；（3）滑轮组的机械效率为83.8。12．（1）3000J；（2）83.3%；（3）310N【解析】解：（1）小张所做的有用功W有＝Gh＝500N×6m＝3000J（2）总共为滑轮组做功的机械效率（3）实际总功为实际拉力为答：（1）小张做的有用功为3000J；（2）不考虑绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为83.3%；（3）实际工作中的拉力为310N。13．（1）100J；（2）400J；（3）80%【解析】解：（1）工人受到的摩擦力是40N，斜面长2.5m，工人克服摩擦力所做的功，即是工人所做的额外功，那么工人所做的额外功是100J。（2）箱子重400N，工人沿斜面把这个箱子推上汽车，箱子升高的高度是1m，工人所做的有用功工人所做的有用功是400J。（3）由（1）和（2）的解析可知有用功和额外功的大小，则推力对木箱做的总功此时斜面的机械效率此时斜面的机械效率是80%。答：（1）工人所做的额外功是100J；（2）工人所做有用功是400J；（3）此时斜面的机械效率为80%。14．（1）80N；（2）320J；（3）0.16；（4）93.75%【解析】（1）由题知，不计绳重和摩擦，由图可知n=2，则工人使用动滑轮提起水桶的拉力为（2）绳子自由端通过的距离s＝nh＝2×2m＝4m所以拉力做的总功为W总＝Fs＝80N×4m＝320J（3）拉力端移动的速度为v＝nv物＝2×1m/s＝2m/s所以拉力做功的功率为P＝Fv＝80N×2m/s＝160W＝0.16kW（4）对水桶做的有用功为W有＝G桶h＝150N×2m＝300J所以动滑轮的机械效率为答：（1）工人拉绳子所用拉力的大小为80N；（2）拉力做的功为320J；（3）如果物体上升速度为1m/s，则拉力的功率为0.16千瓦；（4）动滑轮的机械效率为93.75%。15．（1）2×103J；（2）2.4×103J；（3）83.3%【解析】解：（1）工人通过滑轮组所做的有用功W有=Gh=103N×2m=2×103J（2）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h，工人做的总功W总=Fs=F×2h=600N×2×2m=2.4×103J（3）工人的机械效率答：（1）工人通过滑轮组所做的有用功2×103J；（2）工人做的总功2.4×103J；（3）工人的机械效率83.3%。16．240N，方向垂直于杠杆向下【解析】根据杠杆平衡原理可知，一定，要使动力最小，则需要动力臂最大，A为动力作用点，而OA为动力臂，故最小的力的方向是垂直于杠杆的力，方向向下，最小的力为答：最小的动力为240N，动力的方向为过A点垂直于杠杆向下。17．（1）400N；（2）0.4m/s；（3）75%；（4）480N【解析】解：（1）物体 A未露出水面前受到的浮力（2）物体A从离开池底到图要露出水面经历的时间为 15s，提升的高度为3m，则物体A离开水面前的速度为则人拉绳的速度（3）当物体A刚刚离开池底到刚好要露出水面前始终以某一速度匀速上升时，人作用在绳端竖直向下的拉力为 F2，此时人拉力做功的功率为160 W，由公式可得此时的拉力物体A的重力滑轮组的机械效率（4）物体匀速上升时，动滑轮的重力为由题意可知F1∶F2=2∶5则则物体A受到的绳子拉力为当作用在绳端的拉力为 F1时，物体 A 受到池底的支持力 答：（1）物体 A未露出水面前受到的浮力是400N；（2）物体A 在水中匀速上升时，人拉绳的速度是0.4m/s；（3）物体 A在水中匀速上升且未露出水面前，滑轮组的机械效率是75%；（4）当作用在绳端的拉力为 F1时，物体 A 受到池底的支持力是480N。18．（1）117.6N；（2）把桶悬挂点向靠近乙的方向移动，移动的距离为0.4m【解析】解：（1）水桶和水的总重力G=mg=20kg×9.8N/kg=196N以乙和尚肩为支点，则设甲力臂L甲=0.8m+1.2m=2m水桶到乙和尚肩膀支撑点的距离L桶=1.2m，根据杠杆平衡条件得：F甲L甲=GL桶代入数据F甲×2m=196N ×1.2m解得F甲=117.6N。（2）在水桶中多装入10千克水，则总重力G1=m1g=30kg×9.8N/kg=294N轻质扁担的长度L=2m，以乙和尚肩为支点，水桶悬挂点到乙的距离为L乙，甲和尚对扁担的支持力大小不变即F甲=117.6N，根据杠杆平衡条件得F甲L=G L乙代入数据117.6N×2m=294N×L乙解得L乙=0.8m，即水桶悬挂点距乙和尚肩上支撑点的距离为0.8m，对比可得在水桶中多装入10kg水后，要保持两和尚支撑点的位置及甲和尚对扁担的支持力大小不变，则应把桶悬挂点向靠近乙的方向移动，移动的距离为l=1.2m-0.8m=0.4m答：（1）甲和尚对扁担的支持力117.6N；（2）把桶悬挂点向靠近乙的方向移动，移动的距离为0.4m。