四川省中考物理专题训练：二、简单机械综合计算

小专题(二)　简单机械综合计算

1．(2019·江西)如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦)，拉力F1、F2、F3、F4的大小关系是(B)

A．F2＜F3＝F4＜F1  B．F2＜F4＜F1＜F3

C．F4＝F2＜F1＜F3  D．F4＜F2＜F3＜F1

2．(2019·泸州江阳区一模)如图所示，用滑轮组将重500 N的物体在10 s内匀速提升了2 m，已知动滑轮重为100 N(不计绳重和摩擦)，则提升重物的过程中正确的是(A)

A．提升物体的过程中，额外功为 200 J

B．绳子自由端拉力F的大小为 300 N

C．滑轮组的机械效率为 60%

D．绳子自由端拉力F做功的功率为 180 W

3．(2019·绵阳)如图所示，斜面长20 m、高10 m，固定在水平地面上．一位同学用平行于斜面向上40 N的拉力，在20 s内把重60 N的物体沿斜面向上匀速拉动了10 m．在此过程中(B)

A．斜面的机械效率是66.7%

B．斜面的机械效率是75%

C．该同学对物体做功的功率是10 W

D．该同学对物体做功的功率是30 W

4．(多选)工人师傅利用如图所示的两种方式将重均为300 N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离．F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB＝2OA，图乙中动滑轮重为60 N，重物上升速度为0.01 m/s.不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是(BC)

A．甲、乙两种方式都省一半的力

B．甲方式F1为150 N保持不变

C．乙方式机械效率约为83.3%

D．乙方式F2的功率为3 W

5．(多选)(2019·成都)如图甲所示的装置，每个滑轮的重力为10 N，物体A的重力GA＝100 N，物体B的重力GB＝40 N，对A施加水平向右的拉力F1＝110 N，使A以0.1 m/s的速度匀速向右运动；撤去拉力F1，在A的右侧加挂一个与它相同的物体，如图乙所示，对B施加一个竖直向下的拉力F2，使A以0.2 m/s的速度匀速向左运动．绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计，则下列说法正确的是(CD)

A．甲图中，A受到的摩擦力为110 N

B．乙图中，F2的大小为45 N

C．乙图中，P点处受到的拉力为145 N

D．乙图中，F2做功的功率为2 W

6．(2019·眉山)在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组．为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30 s时间，将水平路面上质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是5 m/s，绳子自由端的拉力F是500 N，地面对故障车的摩擦力为车的重力的0.08倍．求：

(1)拉力F在30 s内所做的功；

(2)整个装置的机械效率．

解：(1)由v＝可得故障车在30 s内通过的路程：s车＝v车t＝5 m/s×30 s＝150 m

由图知，n＝3，拉力端移动距离：

s＝3s车＝3×150 m＝450 m

拉力F在30 s内所做的功：

W总＝Fs＝500 N×450 m＝2.25×105 J

(2)地面对故障车的摩擦力：f＝0.08G＝0.08mg＝0.08×1 500 kg×10 N/kg＝1 200 N

滑轮组克服故障车摩擦力做的有用功：

W有用＝fs车＝1 200 N×150 m＝1.8×105 J

整个装置的机械效率：

η＝＝＝80%

7．(2019·南充三诊)如图所示，质量为60 kg的工人，站在水平地面上用一个定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，把重为500 N的箱子匀速竖直向上提升，动滑轮的质量为6 kg.若不计绳重和摩擦，求：(g取10 N/kg)

(1)在向上提升箱子的过程中，工人对绳子的拉力是多少？

(2)在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少？

(3)若工人与地面的接触面积为320 cm2，在提升箱子的过程中，工人对地面的压强是多少？

解：(1)动滑轮的重力：

G动＝m动g＝6 kg×10 N/kg＝60 N

不计绳重和摩擦，工人对绳子的拉力：

F＝＝＝280 N

(2)滑轮组的机械效率：

η＝＝＝＝＝＝89.3%

(3)工人的重力：G人＝m人g＝60 kg×10 N/kg＝600 N

绳子对工人的拉力和工人对绳子的拉力是一对相互作用力，大小相等，所以

工人对地面的压力：

F压＝G人－F＝600 N－280 N＝320 N

工人对地面的压强：

p＝＝＝1×104 Pa

8．为了将放置在水平地面上重G＝100 N的重物提升到高处，小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置．当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，重物的速度v和高度随时间t变化的关系图象如图丙、丁所示．绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向．(不计绳重和摩擦)求：

(1)在2～3 s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η.

(2)在1～2 s内，拉力F做的功W.

(3)若绳子能承受的最大拉力是1 500 N，小明体重500 N，他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升，最大能提升多重的物体？

解：(1)由图象可知，在2～3 s内，重物做匀速运动，v1＝2.50 m/s，拉力F1＝40 N，因为连接动滑轮的绳子有三根，所以拉力F的作用点下降的速度：

v拉＝3v1＝3×2.5 m/s＝7.5 m/s

拉力F的功率：P＝F1v拉＝40 N×7.5 m/s＝300 W

滑轮组的机械效率：

η＝＝＝＝≈83.3%

(2)在1～2 s内，拉力F2＝50 N，重物上升高度h＝1.25 m，则拉力通过的距离：

s＝3h＝3×1.25 m＝3.75 m

拉力F做的功：W＝F2s＝50 N×3.75 m＝187.5 J

(3)不计绳重和摩擦，拉力F1＝(G＋G动)，则动滑轮的重力：G动＝3F1－G＝3×40 N－100 N＝20 N

绳子能承受的最大拉力是1 500 N，而小明体重500 N，向下拉绳子时能提供的最大拉力为500 N，所以物体的最大重力：G大＝3F大－G动＝3×500 N－20 N＝1 480 N