2022年中考物理专题复习+功、功率、机械效率综合计算（有答案）

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2022中考物理专题复习     功、功率、机械效率综合计算 1.如图所示，独轮小推车车斗和车内的煤总重800N，可视为作用于B点，车轴O为支点。将车把抬起时，工人师傅用力F多大？将车把沿着力F的方向抬起10cm时，作用在车把上的力F做多少功？  2.如图所示，绕点O转动的轻杆OP长1 m，P端用细绳系于N点，现有一质量为1 kg的物体A通过滑环挂在杆上(已知滑环和绳子的质量忽略不计)．杆OP与水平方向成30°，滑环刚好能沿杆向P端匀速下滑．已知OM的长为0.1 m，滑环沿杆滑动的速度为0.04 m/s，细绳能承受的最大拉力为9 N．(g取10 N/kg)求：(1)滑环在点M时，请画出绳子作用在P点的拉力的力臂；(2)滑环从点M滑过，经过多长时间后细绳会断裂；(3)在上述过程中，重力对物体A做功的功率是多少？    3.如图所示，粗细均匀的木棒AO放置在水平地面上，小恒用力将木棒A端举过头顶，此时木棒A端距地面的高度为2m。OA=10m，木棒重400N。B为木棒的中点。（1）小恒对木棒施加竖直向上的力，求出此时该力的大小；（2）若小恒缓慢向O点移动，直至将木棒的中点B位置举过头顶。求此过程中克服木棒重力做的功。    4.一根金属棒AB置于水平地面上，今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示。在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示，请根据图象解答下列问题：（1）该金属棒的长度l＝　    　m。（2）在B端拉起的过程中，当x1＝0.6m时，测力计的示数为F1＝　    　N；当x2＝1.6m时，测力计的示数为F2＝　    　N。（3）求金属棒的重心到A端的距离d。    5.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。    6.深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员正在紧张忙碌，进行架桥机钢梁吊装等施工作业。(g取10N/kg)(1)图2为图1中起重机的简图,请画出阻力F2的力臂l2。(2)图3为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5×105kg，体积为200m3，架桥机滑轮组总拉力为4×105N, 自由端移动距离为25m，将箱梁提升1m。求:①箱梁的密度;②架桥机在此过程中的有用功;③架桥机在此过程中的机械效率。    7.如图所示是小林同学组装的提升重物的装置，动滑轮重80N，不计绳重和摩擦。在拉力F的作用下，将重为320N的重物经过20s匀速提升了3m。求：（1）拉力F的大小；（2）拉力F做功的功率；（3）此过程动滑轮的机械效率。    8.测算如图所示滑轮组的机械效率时，实验中得到一组数据如表，求：（1）拉力所做的功；（2）滑轮组的机械效率。    9.如图所示,工人用滑轮组将重为400N的重物从井底匀速吊起2m用时为8s,工人所用拉力F为250N,求:(1)滑轮组的机械效率(2)拉力F的功率    10.如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：（1）工人师傅拉力的功率；（2）动滑轮的重；（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？    11.新冠疫情期间，为更好的收治重症患者，武汉市集结了约4万名建设者，仅用10天左右时间就使火神山、雷神山医院成功交付使用，再次让世界见证了“中国速度”。如图所示，工人用滑轮组装置沿水平轨道运送建筑工件，用力F拉绳使工件沿水平轨道匀速运动的速度v＝0.5m/s，经t＝20s将工件送到目的地。已知工件的质量M＝600kg，与轨道的接触面积S＝1.2m2，运动过程中所受阻力f是重力的k＝0.2倍；若滑轮组的绳保持竖直方向，不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，滑轮组装置的机械效率η＝96%，取g＝10N/kg。求：（1）工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强p；（2）工人拉力F做功的功率P；（3）动滑轮的质量m。    12.楼房装修常用如图所示装置将物料吊运到楼上。已知该装置电动机的额定功率，电动机将电能转换为机械能的效率，某次吊运过程中将物料匀速提升，所用时间，求：（1）电动机拉绳的速度大小；（2）电动机对绳的拉力大小。    13.如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，物体A重360N，动滑轮重40N，绳重和摩擦不计，某同学用力F竖直向下拉动绳子，使物体A在5s内匀速上升了1m，此过程中。求：（1）拉力F的大小；（2）拉力F做功的功率；（3）滑轮组的机械效率。    14.建筑工地上，工人们需要将一堆建材运到10m高处，小董设计安装了如图所示的装置，装置中每个滑轮重100N，工人利用该装置每次匀速提升一块重900N的建材，建材上升的速度是，在施工过程中，求：（1）若不计绳重和摩擦，该装置的有用功率和机械效率；（2）若不计绳重，绳子自由端拉力为520N时，每次提升克服摩擦做功。    15.如图所示，甲工人用水平推力推动重为的货物，在水平路面上匀速移动至仓库门口处，用时，此过程中甲工人做功的功率；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动到达指定位置，拉力为。求：（1）甲工人做的功；（2）该滑轮组的机械效率。    16.小明参加社区志愿服务，利用斜面将箱子匀速推到车上，如图甲所示。已知斜面高1.2m，长3m，箱子的重力为300N，小明施加的沿斜面向上的推力是200N，箱子沿斜面向上运动的s-t图象如图乙所示。求：   （1）推力做功的功率；（2）斜面对箱子摩擦力的大小。    17.在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，如图所示。推箱子做的额外功是300J。(g取10N/kg)求：(1)推箱子做的有用功；(2)斜面的机械效率；(3)沿斜面的推力。    18.如图所示，工人用沿斜面向上，大小为500 N的推力，将重800 N的货物从A点匀速推至B点；再用100 N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5 s，到达C点．已知AB长3 m，BC长1.2 m，水平台面距地面高1.5 m．问：(1)货物在水平台面上运动的速度为多少？(2)水平推力做功的功率为多少？(3)斜面对物体的摩擦力为多少？    19.经过三年的紧张施工建设，荆州复兴大道主线于2020年12月31日贯通，如图甲，为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图，水平路面AB长400m、斜坡BC长200m、坡高CD高4m。总质量m为1.5t的小汽车，每个轮胎与水平路面接触面积为0.1m，当它以大小不变的速度v通过AB段和BC段，共用时36s；小汽车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍，小汽车通过AB段时，牵引力的功率为P1，通过BC段时，牵引力的功率为P2，g=10N/kg。求：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是多大?（2）小汽车的速度v是多少km/h?（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是多少?（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是多少? 
参考答案 1.如图所示，独轮小推车车斗和车内的煤总重800N，可视为作用于B点，车轴O为支点。将车把抬起时，工人师傅用力F多大？将车把沿着力F的方向抬起10cm时，作用在车把上的力F做多少功？【答案】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得：F×OA＝G×OB，则拉力：F＝＝＝100N；作用在车把上的力F做功：W＝Fs＝100N×0.1m＝10J。答：将车把抬起时，工人师傅用力为100N；将车把沿着力F的方向抬起10cm时，作用在车把上的力F做10J的功。2.如图所示，绕点O转动的轻杆OP长1 m，P端用细绳系于N点，现有一质量为1 kg的物体A通过滑环挂在杆上(已知滑环和绳子的质量忽略不计)．杆OP与水平方向成30°，滑环刚好能沿杆向P端匀速下滑．已知OM的长为0.1 m，滑环沿杆滑动的速度为0.04 m/s，细绳能承受的最大拉力为9 N．(g取10 N/kg)求：(1)滑环在点M时，请画出绳子作用在P点的拉力的力臂；(2)滑环从点M滑过，经过多长时间后细绳会断裂；(3)在上述过程中，重力对物体A做功的功率是多少？【答案】(1)　(2)在细绳断裂前一刻，细绳拉力达到最大拉力，设此时滑环到达B点，则根据杠杆平衡条件得：FPOPcos30°＝FAOBcos30°，即：OB＝＝＝0.9 m．所以，滑环在离开点M后在轻杆上滑行的距离为s＝0.8 m，则滑行的时间为：t＝＝＝20 s；(3)要此过程中，滑环下降的高度为h＝ssin30°＝0.4 m，重力对物体A做功为W＝Fs＝Gh＝10 N×0.4 m＝4 J，重力对物体A做功的功率为P＝＝＝0.2 W.3.如图所示，粗细均匀的木棒AO放置在水平地面上，小恒用力将木棒A端举过头顶，此时木棒A端距地面的高度为2m。OA=10m，木棒重400N。B为木棒的中点。（1）小恒对木棒施加竖直向上的力，求出此时该力的大小；（2）若小恒缓慢向O点移动，直至将木棒的中点B位置举过头顶。求此过程中克服木棒重力做的功。【答案】（1）200N；（2）400J【解析】解：（1）由杠杆原理可得F×L1=G×L2由相似可化为F×OA=G×OB代入数据解得（2）由题可知，原先B点高度为A的一半，即1m，之后高度变为2m，所以升高了1m，此过程中克服木棒重力做的功W=Gh=400N×1m=400J答：（1）力为200N；（2）此过程中克服木棒重力做功400J。4.一根金属棒AB置于水平地面上，今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示。在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示，请根据图象解答下列问题：（1）该金属棒的长度l＝　    　m。（2）在B端拉起的过程中，当x1＝0.6m时，测力计的示数为F1＝　    　N；当x2＝1.6m时，测力计的示数为F2＝　    　N。（3）求金属棒的重心到A端的距离d。【答案】解：（1）由于拉力始终竖直向上，由杠杆的平衡条件可知，拉力不变（动力臂与阻力臂之比不变）。由图乙可知，当B端离地1.2m时，A端刚离地，所以金属棒长1.2m；（2）由图乙可知拉力F1＝＝＝2.5N；因为W＝Gh，杆未离地前，动力臂与阻力臂的比值不变，拉力大小不变，所以金属棒的重力G＝＝＝5N，即F2＝G＝5N；（3）由杠杆平衡条件得，重心到A端的距离：d＝＝0.6m。答：（1）1.2；（2）2.5；5；（3）金属棒的重心到A端的距离d为0.6m。5.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。【答案】（1）100N；（2）625N；（3）78.57%6.深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员正在紧张忙碌，进行架桥机钢梁吊装等施工作业。(g取10N/kg)(1)图2为图1中起重机的简图,请画出阻力F2的力臂l2。(2)图3为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5×105kg，体积为200m3，架桥机滑轮组总拉力为4×105N, 自由端移动距离为25m，将箱梁提升1m。求:①箱梁的密度;②架桥机在此过程中的有用功;③架桥机在此过程中的机械效率。【答案】（1）   五、7.如图所示是小林同学组装的提升重物的装置，动滑轮重80N，不计绳重和摩擦。在拉力F的作用下，将重为320N的重物经过20s匀速提升了3m。求：（1）拉力F的大小；（2）拉力F做功的功率；（3）此过程动滑轮的机械效率。【答案】（1）；（2）60W；（3）80%8.测算如图所示滑轮组的机械效率时，实验中得到一组数据如表，求：（1）拉力所做的功；（2）滑轮组的机械效率。【答案】（1）0.09J；（2）55.6%9.如图所示,工人用滑轮组将重为400N的重物从井底匀速吊起2m用时为8s,工人所用拉力F为250N,求:(1)滑轮组的机械效率(2)拉力F的功率【答案】80%   125w10.如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：（1）工人师傅拉力的功率；（2）动滑轮的重；（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？【答案】（1）60W；（2）100N；（3）80％11.新冠疫情期间，为更好的收治重症患者，武汉市集结了约4万名建设者，仅用10天左右时间就使火神山、雷神山医院成功交付使用，再次让世界见证了“中国速度”。如图所示，工人用滑轮组装置沿水平轨道运送建筑工件，用力F拉绳使工件沿水平轨道匀速运动的速度v＝0.5m/s，经t＝20s将工件送到目的地。已知工件的质量M＝600kg，与轨道的接触面积S＝1.2m2，运动过程中所受阻力f是重力的k＝0.2倍；若滑轮组的绳保持竖直方向，不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，滑轮组装置的机械效率η＝96%，取g＝10N/kg。求：（1）工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强p；（2）工人拉力F做功的功率P；（3）动滑轮的质量m。【答案】解：（1）工件在轨道上匀速前进时，对轨道的压力：F压＝GM＝mMg＝600kg×10N/kg＝6000N，对轨道的压强：p＝＝＝5000Pa；（2）运动过程中所受的阻力：f＝0.2GM＝0.2×6000N＝1200N，由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝96%，解得：F＝625N，绳端移动的速度：v绳＝nv＝2×0.5m/s＝1m/s，则拉力的功率：P＝＝＝Fv绳＝625N×1m/s＝625W；（3）不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，由F＝（f+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝nF﹣f＝2×625N﹣1200N＝50N，由G＝mg可得，动滑轮的质量：m＝＝＝5kg。答：（1）工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强为5000Pa；（2）工人拉力F做功的功率为625W；（3）动滑轮的质量为5kg。12.楼房装修常用如图所示装置将物料吊运到楼上。已知该装置电动机的额定功率，电动机将电能转换为机械能的效率，某次吊运过程中将物料匀速提升，所用时间，求：（1）电动机拉绳的速度大小；（2）电动机对绳的拉力大小。【答案】（1）0.8m/s；（2）1375N13.如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，物体A重360N，动滑轮重40N，绳重和摩擦不计，某同学用力F竖直向下拉动绳子，使物体A在5s内匀速上升了1m，此过程中。求：（1）拉力F的大小；（2）拉力F做功的功率；（3）滑轮组的机械效率。【答案】（1）200N；（2）80W；（3）90%14.建筑工地上，工人们需要将一堆建材运到10m高处，小董设计安装了如图所示的装置，装置中每个滑轮重100N，工人利用该装置每次匀速提升一块重900N的建材，建材上升的速度是，在施工过程中，求：（1）若不计绳重和摩擦，该装置的有用功率和机械效率；（2）若不计绳重，绳子自由端拉力为520N时，每次提升克服摩擦做功。【答案】（1）540W， 90%；（2）400J15.如图所示，甲工人用水平推力推动重为的货物，在水平路面上匀速移动至仓库门口处，用时，此过程中甲工人做功的功率；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动到达指定位置，拉力为。求：（1）甲工人做的功；（2）该滑轮组的机械效率。【答案】解：（1）甲工人做的功：（2）货物与地面的摩擦力：滑轮组对货物的拉力滑轮组的机械效率：16.小明参加社区志愿服务，利用斜面将箱子匀速推到车上，如图甲所示。已知斜面高1.2m，长3m，箱子的重力为300N，小明施加的沿斜面向上的推力是200N，箱子沿斜面向上运动的s-t图象如图乙所示。求：   （1）推力做功的功率；（2）斜面对箱子摩擦力的大小。【答案】60W     80N17.在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，如图所示。推箱子做的额外功是300J。(g取10N/kg)求：(1)推箱子做的有用功；(2)斜面的机械效率；(3)沿斜面的推力。【答案】18.如图所示，工人用沿斜面向上，大小为500 N的推力，将重800 N的货物从A点匀速推至B点；再用100 N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5 s，到达C点．已知AB长3 m，BC长1.2 m，水平台面距地面高1.5 m．问：(1)货物在水平台面上运动的速度为多少？(2)水平推力做功的功率为多少？(3)斜面对物体的摩擦力为多少？【答案】(1)货物在水平台面上运动的速度vBC＝＝＝0.24 m/s.　(2)水平推力做功的功率PBC＝＝FBCvBC＝100 N×0.24 m/s＝24 W．　(3)在斜面上推力做的功WAB＝FABsAB＝500 N×3 m＝1 500 J，推力做的有用功W有＝Gh＝800 N×1.5 m＝1 200 J，克服斜面对物体摩擦力所做的额外功W额＝WAB－W有＝1 500 J－1 200 J＝300 J，则斜面对物体的摩擦力f＝＝＝100 N.19.经过三年的紧张施工建设，荆州复兴大道主线于2020年12月31日贯通，如图甲，为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图，水平路面AB长400m、斜坡BC长200m、坡高CD高4m。总质量m为1.5t的小汽车，每个轮胎与水平路面接触面积为0.1m，当它以大小不变的速度v通过AB段和BC段，共用时36s；小汽车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍，小汽车通过AB段时，牵引力的功率为P1，通过BC段时，牵引力的功率为P2，g=10N/kg。求：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是多大?（2）小汽车的速度v是多少km/h?（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是多少?（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是多少?【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】解：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压力F=G=mg=1.5103kg10N/kg=1.5104N已知轮胎与水平路面总接触面积S=0.4m2，公交车静止在水平地面时对地面的压强（2）小汽车的速度v是（3）小汽车通过AB段时，牵引力小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1（）通过BC段时，小汽车克服重力和摩擦了做功，BC段的摩擦力通过BC段时，小汽车用的时间为12s，通过BC段时，牵引力的功率为P2等于重力做功的功率与阻力做功的功率之和 小汽车牵引力的功率P1与P2之比答：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是；（2）小汽车的速度v是60km/h；（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是；（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是。