第十二章 簡單機(jī)械 滑輪、機(jī)械效率章節(jié)壓軸難題訓(xùn)練 人教版八年級(jí)下冊物理

人教版八下物理滑輪、機(jī)械效率章節(jié)壓軸難題訓(xùn)練已知水平桌面上有一圓柱形容器，其底面積為200cm2，內(nèi)有25cm高的水。如圖甲所示，將質(zhì)量為0.6kg，邊長為0.1m的正方體木塊A放在圓柱形容器中，靜止時(shí)，木塊A漂浮在水面上；如圖乙所示，邊長為5cm，密度為5×103kg/m3的正方體金屬塊B放在水平地面上時(shí),動(dòng)滑輪對正方體B施加一豎直向上的拉力F1，當(dāng)F1為3.25N時(shí),物體B對地面的壓強(qiáng)為400Pa。要使木塊剛好浸沒在水中，可以在木塊上放一個(gè)合適的鉤碼施加一個(gè)向下的壓力，但由于身邊沒有現(xiàn)成的鉤碼，可以用如圖丙所示的方法施加向下的壓力,當(dāng)木塊剛好浸沒在水中時(shí),拉力為F2.（不計(jì)繩重及繩與輪間的摩擦,g取10N/kg）,則下列說法正確的是（

）A.如圖甲所示,放入木塊A后,水對容器底的壓強(qiáng)比放入木塊前增加了2500paB.如圖甲所示,放入木塊A后,容器對桌面的壓強(qiáng)比放入木塊前增加了30paC.如圖丙所示,當(dāng)木塊A剛好浸沒在水中時(shí),拉力F2為1.75ND.如圖丙所示,當(dāng)木塊A剛好浸沒在水中時(shí),拉力F2為1.125N在圖所示裝置中，杠桿和滑輪的重力及滑輪的摩擦均可忽略不計(jì)，杠桿AB可以繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，A端通過豎直方向的輕繩與滑輪組相連，在B端用一輕繩沿豎直方向?qū)⒏軛U拉住，使其始終保持水平平衡。在滑輪組的下方，懸掛一圓柱形的物體，此物體被浸在圓柱形容器內(nèi)的液體中。已知杠桿O點(diǎn)兩側(cè)的長度關(guān)系為AO=2OB，圓柱形物體的底面積為10cm2、高為12cm，圓柱形容器的底面積為50cm2。若容器中的液體為水，在水深為20cm時(shí)物體的上表面恰與水面相平，此時(shí)杠桿B端繩上的拉力為F1；打開圓柱形容器下方的閥門K，將水向外釋放，直到物體露出水面的體積為其總體積的2/3時(shí)，將閥門K關(guān)閉，此時(shí)杠桿B端繩上的拉力為F2，且F1：F2=3：4。若容器中液體為某種未知液體，其質(zhì)量與最初容器中的水的質(zhì)量相等，此時(shí)未知液體的深度為18cm，杠桿B端繩上的拉力為F3。取g=10N/kg，則（）A.圓柱形物體的密度為2g/cm3B.作用在B端的拉力F3大小為1.52NC.未知液體的密度為1.2g/cm3D.未知液體對圓柱形容器底部的壓強(qiáng)為1980Pa如圖所示，滑輪重、繩重和等因素不計(jì)，若用力F=30N，拉動(dòng)機(jī)械，求兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)與墻所受的拉力

.如圖甲所示是某一學(xué)習(xí)小組探究“斜面的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)裝置．小名猜想斜面的機(jī)械效率可能跟斜面的粗糙程度有關(guān)，小悅猜想斜面的機(jī)械效率可能跟斜面的傾斜程度有關(guān).表格是其中一位同學(xué)在其它條件一定時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，沿斜面拉動(dòng)木塊時(shí)，為使測力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定，應(yīng)盡量使木塊做運(yùn)動(dòng)．(2)通過比較表格中“物塊重”和“

”兩欄對應(yīng)的數(shù)據(jù)，可知斜面是一種省力的簡單機(jī)械．實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面的傾斜程度物塊重力G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面長度S/m機(jī)械效率η1較緩100.25.5136.4%2較陡100.47.0157.1%3最陡100.68.5170.6%(3)表格實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了

（小名/小悅）的猜想，結(jié)論是：在其它條件一定時(shí)，斜面

，機(jī)械效率越高．(4)第一次實(shí)驗(yàn)中，物塊所受斜面的摩擦力為

N．(5)請你進(jìn)一步分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并結(jié)合所學(xué)物理知識(shí)，解決下列關(guān)于斜面的物理問題．圖乙中斜面1的長度小于斜面2的長度，木塊從斜面頂端由靜止釋放后沿著斜面下滑，該過程中斜面對木塊的支持力

（做功/不做功）．木塊到達(dá)斜面1、2底端時(shí)的速度分別為v1、v2，若斜面光滑，則v1

v2（大于/小于/等于）；若斜面粗糙程度相同，則v1

v2（大于/小于/等于）．在如圖所示的裝置中，A、B是動(dòng)滑輪，C是定滑輪，D是輪軸，D的輪半徑R=10厘米，軸半徑r=5厘米，物重G=500牛頓，每個(gè)動(dòng)滑輪重P=50牛頓．如果不計(jì)繩重和摩擦，各段繩的方向保持相平行，那么：（1）為把重物提起，作用在輪上的動(dòng)力F至少要大于多少牛頓？（2）若把重物提起0.1米，動(dòng)力F的作用點(diǎn)要移動(dòng)幾米？（3）該裝置的機(jī)械效率是多少？用如圖所示的滑輪組勻速提起水中的重物，當(dāng)重物浸沒在水中時(shí)，拉力F為11.6牛，滑輪組的機(jī)械效率為75%，當(dāng)重物離開水面時(shí)，拉力為14.5牛（整個(gè)裝置的摩擦和繩重不計(jì)），求重物的密度．如圖甲所示，正方體A的質(zhì)量是315kg，作為配重使用。杠桿OD：OE=2：3，某同學(xué)用這個(gè)裝置從水中提取物體B，然后將B放在浮體C上再運(yùn)走。已知C的體積為0.5m3，一個(gè)質(zhì)量為60kg的同學(xué)站在浮體C上，若不用力拉繩子時(shí)，浮體C總體積的35浸入水中；當(dāng)該同學(xué)用力拉動(dòng)滑輪組繞繩的自由端，手拉繩的功率P和被拉物體勻速提升的距離關(guān)系如圖乙所示。物體B上升的速度為0.1m/s且不變，物體被提出水面后，再將B放在C上，同時(shí)松開繩子，此時(shí)浮子C露出水面的體積相對于B未出水時(shí)減小0.1m3(1)人站在C上沒有用力拉繩子時(shí)，C所受浮力為多大？(2)當(dāng)物體B未出水時(shí)，人用的拉力F1為多大？(3)物體B的重力多大？(4)已知水底部有很多物體需要清理，若用該裝置將水中物體吊起并放在C上運(yùn)走，為了使整個(gè)過程都安全，則該機(jī)械裝置能夠達(dá)到的最大效率是多少？（百分號(hào)前面保留整數(shù)）某科技小組設(shè)計(jì)的提升重物的裝置如圖甲所示。圖中水平桿CD與豎直桿EH、DI組合成支架固定在水平地面上，小亮站在地面上通過滑輪組提升重物，滑輪組由動(dòng)滑輪Q和安裝在水平桿CD上的兩個(gè)定滑輪組成。小亮以拉力F1勻速豎直提升物體A的過程中，物體A的速度為V1，滑輪組的機(jī)械效率為ηA，小亮以拉力F2勻速豎直提升物體B的過程中，物體B的速度為V2，滑輪組的機(jī)械效率為ηB。拉力F1、F2做的功隨時(shí)間變化的圖像分別如圖乙中①、②所示。已知:V1=3V2，物體A的體積為VA，物體B的體積為VB，且3VA=2VB，物體A的密度為ρA，物體B的密度為ρB且8ρA=7ρB（不計(jì)繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪與軸的摩擦）求：機(jī)械效率ηB與ηA之差。如圖所示為一種蓄水箱的人工放水裝置,AOB是以O(shè)點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸的輕質(zhì)杠桿,AO呈水平狀態(tài),AO=40cm,BO=20cm,且OB與水平面夾角為60°，A點(diǎn)下方的Q是一個(gè)橫截面積為100cm2的蓋板(恰好堵住出水口),它通過細(xì)繩與杠桿的A端相連.在水箱右側(cè)的水平地面上,有一質(zhì)量為60kg的人通過滑輪組拉動(dòng)系在B點(diǎn)呈豎直狀態(tài)的繩子,可以控制出水口上的蓋板.若水箱中水深為50cm,當(dāng)蓋板恰好要被拉起時(shí),人對繩子的拉力為F1,水平地面對人的支持力為N1;若水箱中水深為100cm,當(dāng)蓋板恰好要被拉起時(shí),人對繩子的拉力為F2,水平地面對人的支持力為N2.已知N1與N2之比為9:7,蓋板的厚度、繩重及繩與滑輪間的摩擦均可忽略不計(jì),人對繩的拉力與人所受重力在同一直線上,g取10N/kg.求:(1)當(dāng)水箱中水深為50cm和100cm時(shí),蓋板恰要被拉起時(shí)細(xì)繩對A端的拉力分別為多少？

(2)動(dòng)滑輪的重力？(3)兩種情況下，人對繩的拉力之比F1:F2？(4)滑輪組的機(jī)械效率η；(5)若與杠桿A、B兩端連接的細(xì)繩足夠結(jié)實(shí)，當(dāng)水位至少達(dá)到多高時(shí)，人將無法拉起蓋板。如圖所示裝置，重為GM=100N的物體M放置在水平桌面上，兩側(cè)用水平細(xì)線拴住，左側(cè)水平細(xì)線通過定滑輪懸掛重為GA=80N的物體A，A浸沒在一個(gè)足夠大的盛水容器中，右側(cè)通過滑輪組拉著重為GB=150N的物體B，恰好使物體M在水平桌面上勻速向右運(yùn)動(dòng)（物體A未露出水面）；撤去盛水容器，用一個(gè)豎直向下的力F1拉物體A，使物體B勻速上升時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為η1；當(dāng)把盛水容器放在右側(cè)使物體B浸沒在水中，此時(shí)在再用一個(gè)豎直向下的力F2拉物體A，使物