2022年中考物理二轮复习——简单机械计算专题

2022学年中考物理二轮复习——简单机械计算专题

1．搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物，工人的重力为650N，与高台接触的总面积为。工人用150N的拉力提升重物，重物重力为400N，10s内重物上升高度为1m。若不计绳重和轮与轴之间的摩擦，求：

（1）人拉绳的速度；

（2）拉力的功率；

（3）滑轮组的机械效率（保留一位小数）；

（4）人对水平台面的压强。

2．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，两个滑轮质量相等，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）该工人对地面的压力为多少？

（3）支架受到滑轮组的拉力为多少？

‍

3．用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知被提升的物体M质量为73kg，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小，求：（g=10N/kg）

（1）求物体M的重力?

（2）求滑轮组提升重物的机械效率?

（3）求动滑轮的重力?

4．小明利用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和轮、轴间摩擦。当匀速提起重为480N的物体时，绳端的拉力F为200N。求：

（1）此过程中，滑轮组的机械效率为多大？

（2）动滑轮有多重？

（3）绳子能承受的最大拉力为 400N，该滑轮组的最大机械效率为多大？

5．如图所示，重力不计的轻质杠杆AB可绕支点O无摩擦的转动，AO：OB=1：2，将边长为10cm的均匀正方体甲放在压力计上并悬挂在杠杆的A端，压力计可以显示受到压力的大小，将重力为30N的均匀正方体乙置于杠杆的B端（乙的重心和B点在同一竖直线上），此时杠杆处于水平平衡状态，压力计的示数为20N，求：

(1)甲对电子秤的压强；

(2)甲的密度；

(3)在乙的正上方再放一个正方体丙，杠杆仍处于水平平衡状态，压力计的示数变为0，则丙的重力是多少。

6．如图所示，沿斜面将一个质量为6kg的物体匀速由A点拉到B点的拉力为40N，升高的高度为0.5m，AB的长度为1m，求：（g=10N/kg）

（1）拉力做的有用功；

（2）斜面的机械效率；

（3）物体受到的摩擦力。

7．用如图所示滑轮组在15s内，将1000N的物体匀速提升了3m，人所用拉力F的大小为400N，不计绳重和摩擦力。求：

（1）动滑轮的重力；

（2）工人做的总功及其对应的功率；

（3）滑轮组的机械效率。（结果保留0.1%）

8．体积为0.1m3，质量为325kg的石块浸没在水中，用如图示的装置进行打捞，将石块匀速向上提升2m（未露出水面，不计水的阻力）求：

（1）动滑轮挂钩处受到的拉力多大？

（2）若每个轮重250N，则滑轮组在提升水中石块的过程中拉力多大？做的功是多少？

（3）该装置的机械效率多大？

9．建筑工地上，工人用如图所示的装置，将重为20kg的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为125N，时间为20s（不计绳重及摩擦，g取10N/kg）求：

（1）此过程中该装置的机械效率；

（2）工人做功的功率；

（3）当工人匀速提升建材的拉力为160N时，被提升的建材重力为多少?

10．如图所示的滑轮组，小李用750N的拉力将重为1200N的物体在10s内匀速提高2m。（不考虑绳重及摩擦）求：

(1)拉力做功的功率；

(2)滑轮组的机械效率；

(3)若用此滑轮组提升重800N的物体，所需拉力的大小。

11．如图1所示，用滑轮按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动，不计滑轮与绳子的摩擦力及滑轮重，拉力分别为F甲和F乙、两个拉力自由端的s-t图像如图2所示，已知F甲的大小为4牛，求：

(1)按甲方式拉动时，物体的速度；

(2)若物体运动3秒，F甲所做的功；

(3)若物体移动了3.6米，F乙的功率。

12．工人用如图所示的滑轮装置，将物体匀速竖直向上提起，不计绳子和滑轮之间的摩擦及滑轮重，工人作用在绳子上的力为100牛，求：

（1）物体的质量；

（2）若工人拉动绳子做功100焦，则求绳子自由端上升的距离。

13．用一个重为2牛的动滑轮提起货物如图所示，不计滑轮和绳的摩擦，货物重100牛，被以0.1米/秒匀速提升0.3米，求：

(1)拉力F的大小；

(2)绳子自由端移动的距离。

14．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升到高处。霖飞同学设计了如图甲的滑轮组装置。当霖飞同学用如图乙随时间变化的竖直向上的力F拉绳时，物体的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图丙和丁。若物体与地面的接触面积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，g=10N/kg）。求：

（1）在0~1s内，重物对地面的压强；

（2）在1~2s内，拉力F做的功；

（3）在2~3s内，拉力F的功率及滑轮组的机械效率。

15．如图所示，质量不计的轻板AB可绕转轴O在竖直面内转动，OA＝0.4m，OB＝1.6m。地面上质量为15kg的圆柱体通过绳子与A端相连。现有大小不计、重为50N的物体在水平拉力F的作用下，以速度v＝0.2m/s从O点沿板面向右做匀速直线运动。g＝10N/kg。求：

（1）物体运动1s时，圆柱体对地面得到压力是多少。

（2）物体运动几秒时圆柱体刚好要离开地面。

16．如图所示，小明用滑轮组匀速提起一个重为600N的物体A，物体上升的速度为0.1m/s，人拉绳的力为250N，不计绳重和摩擦，求：

（1）人拉绳做功的功率；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）动滑轮重。

17．如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%。

(1)求提升重物做的有用功；

(2)求绳端的拉力；

(3)若动滑轮的重力为400N，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。

18．小明利用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。

（1）若小明用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提起2m，该滑轮组所做的有用功是多少？

（2）此时滑轮组的机械效率为多大？

（3）若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m，拉力在这一过程中所做的功是多少？

参考答案：

1．（1）0.3m/s；（2）45W；（3）88.9%；（4）20000Pa

【解析】

解：(1) 10s内重物上升高度为1m，绳子有3段，绳子移动3米，绳的速度为

(2)拉力的功率

(3) 滑轮组的机械效率

(4) 人对水平台面的压强

答：(1) 人拉绳的速度为0.3m/s；

(2) 拉力的功率为45W；

(3) 滑轮组的机械效率为88.9%；

(4) 人对水平台面的压强为20000Pa。

2．(1)90% ；(2)200N；(3)960N

【解析】

解：(1)绳子自由端所受的拉力为

滑轮组的机械效率为

(2)工人受到的支持力为

工人对地面的压力为

(3)滑轮的重力为

支架受到滑轮组的拉力为

答：(1)提升过程中，滑轮组的机械效率为90%；

(2)该工人对地面的压力为200N；

(3)支架受到滑轮组的拉力为960N。

3．（1）730N；（2）91.25%；（3）70N

【解析】

(1)由G=mg可求物体重力为

G=mg=73kg×10N/kg=730N

(2)同一滑轮组拉同一重物，效率与拉动时间无关，由乙图可知，当时间为10s时，拉力做功为4000J，此时对物体做功为

W有=Gh=Gvt=730N×0.5m/s×10s=3650J

则机械效率为

(3)克服动滑轮重力做的功为额外功，则当时间为10s时，额外功为

W额=W总-W有=4000J-3650J=350J

则可求动滑轮重力为

答：(1)物体M的重力为730N；

(2)滑轮组提升重物的机械效率为91.25%。

(3)动滑轮的重力为70N。

4．（1）80%；（2）120N；（3）90%

【解析】

(1)由图知道，滑轮组绳子的有效股数 n=3，则滑轮组的机械效率

(2)不计绳重和轮、轴间摩擦，由 知道，动滑轮的重力

G 动=nF﹣G=3×200N﹣480N=120N

(3)绳子能承受的最大拉力为400N，则提升物体的最大重力

G大=nF大﹣G动=3×400N﹣120N=1080N

该滑轮组的最大机械效率

答：(1)此过程中，滑轮组的机械效率为 80%；

(2)动滑轮的重力为120N；

(3)绳子能承受的最大拉力为400N，该滑轮组的最大机械效率为90%。

5．(1)2000Pa；(2)8×103kg/m3；(3)10N

【解析】

解：(1)物体甲的底面积是

甲对电子秤的压强是

(2)由杠杆的平衡条件可得

物体甲对A点的拉力是

物体甲所受的重力是

甲的体积是

甲的密度是

(3)在乙的正上方再放一个正方体丙，杠杆仍处于水平平衡状态，压力计的示数变为0，则

带入数据得

解得

答：(1)甲对电子秤的压强2000Pa；

(2)甲的密度8×103kg/m3；

(3)丙的重力是10N。

6．（1）30J；（2）75%；（3）10N

【解析】

(1)拉力做的有用功

W有=Gh=mgh=6kg×10N/kg×0.5m=30J

(2)拉力F做的功

W总=Fs=40N×1m=40J

斜面的机械效率

η==×100%=75%

(3)额外功

W额=W总-W有=40J-30J=10J

由W额=fs可得，物体在斜面上受的摩擦力为

f===10N

答：（1）拉力做的有用功为30J；

（2）斜面的机械效率为75%；

（3）物体受到的摩擦力为10N。

7．（1）200N；（2）3600J，240W；（3）83.3%

【解析】

(1)图中绳子的有效段数为3，不计摩擦和绳子重，则绳子的拉力

F=（G+G动）

所以动滑轮的重

G动=nF-G=3×400N﹣1000N=200N

(2)绳子自由端的距离

s=nh=3×3m=9m

工人做的总功

W=Fs=400N×9m=3600J

绳子自由端移动的速度

v===0.6m/s

绳子自由端拉力F的功率

P===Fv=400N×0.6m/s=240W

(3)滑轮组的机械效率

η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%≈83.3%

答：（1）动滑轮的重力是200N；

（2）工人做的总功是3600J，功率是240W；

（3）滑轮组的机械效率是83.3%。

8．（1）2250N；（2）550N， 5500J；（3）81.8%

【解析】

解：(1)石块浸没在水中受到的浮力

F浮＝ρvg＝1.0×103kg/m3×0.1m3×10N/kg＝1000N

石块受到的重力

G＝mg＝325kg×10N/kg＝3250N

动滑轮挂钩处受到的拉力

F＝G﹣F浮＝3250N﹣1000N＝2250N

(2)滑轮组的重力

G轮＝250N×2＝500N

滑轮组在提升水中石块的过程中拉力

拉力做的功是

W＝F拉s＝550N×10m＝5500J

(3)该装置的机械效率

答：(1)动滑轮挂钩处受到的拉力是2250N；

(2)滑轮组在提升水中石块的过程中拉力是550N；做的功是5500J；

(3)该装置的机械效率81.8%。

9．(1)80%；(2)75W；(3) 270N

【解析】

解：(1)由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n=2；建材的重力

G=mg=20kg×10N/kg=200N

工人做的有用功

W有=Gh=200N×6m=1200J

拉力端移动距离

s=2h=2×6m=12m

工人做的总功

W总=Fs=125N×12m=1500J

此过程中，该装置的机械效率

=80%

(2)工人做功的功率

=75W

(3)不计摩擦和绳重，拉力

F=(G+G动)

动滑轮的重力

G动=2F-G=2×125N-200N=50N

当工人匀速提升建材的拉力为160N时，被提升的建材重力为

G′=2F′- G动=2×160N-50N=270N

答：(1)此过程中该装置的机械效率是80%；

(2)工人做功的功率是75W；

(3)当工人匀速提升建材的拉力为160N时，被提升的建材重力为270N。

10．(1)300W；(2)80%；(3)550N

【解析】

解：(1)由图得

拉力移动的距离

拉力做的功

拉力做功的功率

(2)滑轮组所做的有用功

滑轮组的机械效率

(3)将重为1200N的物体在10s内匀速提高2m时，滑轮组所做的额外功为

动滑轮的重为

若用此滑轮组提升重800N的物体，所需拉力的大小

答：(1)拉力做功的功率为300W；

(2)滑轮组的机械效率为80%；

(3)若用此滑轮组提升重800N的物体，所需拉力的大小为550N。

11．(1)0.4m/s；(2)4.8J；(3)2.4W

【解析】

(1)由题意可知，图2中的甲图像是图1的F甲拉力自由端的图像，由s-t图像可知，F甲拉力自由端的速度

F甲拉力自由端的速度是0.4m/s；从图1的F甲拉力图像中可看到，这是一个定滑轮，物体的速度和F甲拉力自由端的速度是相等的，那么按甲方式拉动时，物体的速度是0.4m/s。

(2)若物体运动3秒，那么F甲拉力自由端移动的距离

已知F甲的大小为4牛，根据可知F甲所做的功

F甲所做的功是4.8J。

(3)由题意可知，按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动，那么两种方式下，物体对水平面的压力相同，接触面的粗糙程度相同，那么两种方式下的滑动摩擦力大小相同；已知F甲的大小为4牛，那么甲方式中拉物体的拉力也是4N，物体做匀速直线运动，那么物体受到的摩擦力大小等于物体的拉力，也是4N，即

那么

乙方式中物体做匀速直线运动，受到的摩擦力大小等于物体受到的拉力，从图中乙方式可以看到，这是一个动滑轮，两条绳子托着动滑轮，那么F乙的大小

F乙的大小是8N；从图2可以看到，乙拉力自由端的速度

根据可知，这情况下F乙的功率

这情况下F乙的功率是2.4W。

答：(1)按甲方式拉动时，物体的速度是0.4m/s；

(2)若物体运动3秒，F甲所做的功是4.8J；

(3)若物体移动了3.6米，F乙的功率是2.4W。

12．（1）20kg；（2）1m

【解析】

解：

（1）由滑轮装置可知，绳子的股数为n=2，则有

物体的质量为

（2）工人作用在绳子上的力为100N，工人拉动绳子做功100J，绳子自由端上升的距离为

答：（1）物体的质量为20kg；

（2）若工人拉动绳子做功100J，则求绳子自由端上升的距离为1m。

13．(1)51N；(2)0.6m

【解析】

解：(1)动滑轮绳子的有效股数为2，不计摩擦，拉力F的大小

(2)绳子自由端移动的距离

答：(1)拉力F的大小51N；

(2)绳子自由端移动的距离0.6m。

14．（1）600Pa；（2）187.5J；（3）83.3%

【解析】

解：（1）在2~3s内，重物做匀速直线运动，则动滑轮的重力为

G′=3F﹣G=3×40N﹣100N=20N

在0~1s内，物体静止，拉力F1=30N，物体对地面的压力为

F压=G+G′﹣3F1=100N+20N﹣3×30N=30N

则对地面的压强为

（2）在1~2s内，拉力F2=50N，重物上升高度h2=1.25m，且承担物重的绳子股数n=3，拉力F的作用点下降的距离

s2=3h2=3×1.25m=3.75m

拉力做的功

W=F2s2=50N×3.75m=187.5J

（3）在2~3内，拉力F=40N，重物上升速度v=2.50m/s，拉力F的移动速度

v绳=nv=3×2.5m/s=7.5m/s

拉力做功的功率

P=Fv绳=40N×7.5m/s=300W

2~3s内滑轮组的机械效率

答：（1）在0~1s内，重物对地面的压强为600Pa；

（2）在1~2s内，拉力F做的功为187.5J；

（3）在2~3s内，拉力F的功率及滑轮组的机械效率83.3%。

15．（1）125N；（2）6秒

【解析】

解：(1)物体运动1s时，由知道，物体运动的距离为

s＝vt＝0.2m/s×1s＝0.2m

由杠杆的平衡条件知道

FA•OA＝G物体•s

则

圆柱体的重力为

G圆柱＝mg＝15kg×10N/kg＝150N

圆柱体受到三个力的作用，竖直向下的重力、竖直向上的支持力和拉力的作用，则支持力为

F支＝G﹣FA＝150N﹣25N＝125N

支持力和压力是一对相互作用力，则圆柱体对地面得到压力是125N。

(2)由杠杆的平衡条件知道

G圆柱•OA＝G物体•s

则物体恰好离开地面时运动的距离

物体在板面上运动的时间

答：(1)物体运动1s时，圆柱体对地面得到压力是125N；

(2)物体运动6秒时圆柱体刚好要离开地面。

16．(1)75W；(2)80%；(3)150N

【解析】

解：(1)由图可知：重物由三股绳子承担，即n=3；物体上升速度是0.1m/s，则人拉动绳子的速度是

v=nv1=3×0.1m/s=0.3m/s

人拉绳做功的功率

P==Fv=250N×0.3m/s=75W

(2)滑轮组的机械效率

=80%

(3)不计绳重和摩擦，由

得到动滑轮重力

G动=3F-G=3×250N-600N=150N

答：(1)人拉绳做功的功率是75W；

(2)滑轮组的机械效率是80%；

(3)动滑轮重是150N。

17．(1) 2.4×104J；(2) 5×103N；(3) 5.2×103J

【解析】

解：(1)提升重物做的有用功

W有=Gh=1.2×104N×2m=2.4×104J

提升重物做的有用功为2.4×104J。

(2)由图可知，n=3，则绳端移动的距离

s=nh=3×2m=6m

由η=可得总功

W总===3×104J

绳端的拉力

F===5×103N

绳端的拉力为5×103N。

(3)由W有+W额=W总可得，额外功

W额=W总-W有=3×104J-2.4×104J =6×103J

克服动滑轮重力所做的额外功

W动=G动h= 400N2m=800J

克服摩擦和钢丝绳重所做的功

W′= W额- W动=6×103J-800J =5.2×103J

克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5.2×103J。

答：(1)提升重物做的有用功为2.4×104J；

(2)绳端的拉力为5×103N；

(3)克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5.2×103J。

18．（1）800J；（2）80%；（3）2000J

【解析】

解：(1)有用功

W有=Gh=400N×2m=800J

(2)该滑轮组此时的机械效率

(3)不计绳重和摩擦，则

G动=nF-G物=2×250N-400N=100N

若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m，则此时拉力

拉力F在这一过程中所做的功

W总=F′S′=F′×nh=500N×2×2m=2000J

答：(1)滑轮组所做的有用功是800J；

(2)此时滑轮组的机械效率为80%；

(3)若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m，拉力在这一过程中所做的功是2000J。