2021年中考物理考點提升訓(xùn)練-簡單機械計算

2021年中考物理考點提升訓(xùn)練一一簡單機械計算

1.(2021大連模擬)如圖所示、利用滑輪組裝置勻速拉動水平面上的物體。已知物體在水

平面上受到

的滑動摩擦力為物體重力的0.1倍，2s內(nèi)物體被勻速拉動1m。當(dāng)物體的質(zhì)量為

6kg時滑輪組的機械效率為80%,不計繩重和繩與輪之間的摩擦。(gM10N/kg)

求：

(1)物體靜止在水平面時的受力面積為0.5m?,物體對水平面的壓強；

(2)動滑輪的重力：

(3)拉力F的功率。

2.(2021沈陽模擬)小雨受到的重力為640N,他站立在水平地面上時對地面的壓強為1.6

XlO^a.(g=10N/kg)

(1)小雨的質(zhì)量為多少千克？

(2)小雨一只鞋子的底面積約為多少平方米？

(3)當(dāng)他用如圖所示的不計繩重和摩擦的滑輪組，勻速提升某物體時，滑輪組的機械效率

為90%,此時他對水平地面的壓強為6XU)3pa,求動滑輪的質(zhì)量為多少？

3.(2021湘潭模擬)如圖，塔式起重機上的滑輪組將重為1.2X10%的重物勻速吊起2m時,

滑輪組的機械效率為80%,

(1)求提升重物做的有用功；

(2)求繩端的拉力；

(3)若動滑輪的重力為400N,求克服摩擦和鋼絲繩重所做的功。

4.(2021青島模擬)如圖所示的是農(nóng)村曾用的舂米工具的結(jié)構(gòu)示意圖.桿AB可繞0點轉(zhuǎn)動,

桿右端均勻柱形物體的長度與桿右側(cè)的0B相等為0.5m,桿AB所受的重力不計，柱形物體

的質(zhì)量為18kg,下端與米槽的接觸面積為7.5X10%2,當(dāng)作用在A的豎直向下的力為F時,

桿AB在水平位置處于平衡狀態(tài)，柱形物體對槽的壓力為零.求：(0A=20B,g<10N/kg,

認為阻力臂為OB)

(1)畫出F的力臂1.

(2)當(dāng)作用在A的力豎直向下且大小為F/2時，柱形物體對米槽的壓強.

5.(2021普寧模擬)工人師傅利用如圖甲所示的滑輪組搬運石材，質(zhì)量為LgXIO'kg的石

材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做勻速直線運動，其路程隨時間變化的

圖像如圖乙所示。石材在水平方向上受到的阻力為石材重的0.1倍，滑輪組的機械效率為

75%,滑輪組和繩子的自重不計。(g=10N/kg)求:

(1)石材受到的阻力；

(2)在石材移動10s過程中，工人做的有用功;

(3)在石材移動10s過程中，工人作用在繩子自由端的拉力F。

6.(2021衡陽模擬)如圖所示，若兩物體所受重力均為20牛且勻速上升1米，不計摩擦和

滑輪重力，試問:

(1)滑輪A相當(dāng)于一個杠桿？

(2)力Fz的大小是多少？

(3)在此過程中，F(xiàn)z所做的功是多少？

Fi

7.(2021煙臺模擬)2019年夏天，受臺風(fēng)“利奇馬”影響，東營地區(qū)遭遇暴風(fēng)雨的襲擊，

某工廠內(nèi)放在圓柱形容器中的正方體實心金屬塊被雨水淹沒，正方體實心金屬塊棱長為

0.2m,質(zhì)量為64kg,如圖甲所示，金屬塊靜止在容器底部(金屬塊與容器底部并未緊密接

觸)。金屬塊露出水面前，求：

(1)金屬塊的密度；

(2)金屬塊受到的浮力；

(3)金屬塊對容器底部的壓強；

(4)金屬塊的下表面距水面的距離是1m,求金屬塊下表面受到的液體壓強；

(5)金屬塊離開水面后，繩子自由端的拉力是400N,求滑輪組的機械效率是多少？(P本

=1.OX103kg/m3,g=10N/kg)

甲

8.（2021畢節(jié)模擬）如圖是水位裝置的示意圖。該裝置主要由滑輪C、D,物體A、B以及

輕質(zhì)杠桿MN組成。物體A通過細繩與滑輪C相連，物體B通過細繩與杠桿相連。杠桿可以

繞支點0在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，杠桿始終在水平位置平衡，且MO：MN=1：3.物體B受到的

重力為100N,A的底面積為0.04m2,高1m。當(dāng)物體A恰好浸沒在水中時，物體B對電子秤

的壓力為西；若水位下降至物體A恰好完全露出水面時，物體B對電子秤的壓力為Fz,已

知：F1：F2=6：1.滑輪重、滑輪與轉(zhuǎn)軸的摩擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計。求:

(1)物體A完全浸沒時，A受到的浮力F浮。

(2)物體A的密度PA。

(3)當(dāng)物體A有部分浸入水中時，如果把細繩由N端向左移動到N'處，電子秤的示數(shù)恰

好為零，NN'：MN=1：6,此時物體A浸在水中的體積V冬

9.(2021貴州模擬)如題圖所示，質(zhì)量為960kg、底面積為0.5m?的石材4放在水平地

面上，利用滑輪組水平拉動4,使其在20s的時間內(nèi)勻速向墻靠近了4m,水平拉力4500

N,不計繩、滑輪組的質(zhì)量以及繩與滑輪組之間的摩擦，g取10N/kg.求：

(1)4對水平地面的壓強；

(2)4在運動過程中受到摩擦力的大??；

(3)拉力尸的功率.

F

10.(2021佳木斯模擬)如圖所示，是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝

置圖。已知井深12m,物體重6=6X10^,汽車重G車=3X10%,汽車勻速拉繩子時的拉力

F^^XIOU汽車受到的阻力為車重的0.1倍。求：

(1)若汽車運動的速度為3m/s,將物體由井底拉至井口需要的時間；

(2)將物體從井底拉至井口的過程中，汽車?yán)K子的拉力對滑輪組做的功；

(3)滑輪組的機械效率(保留一位小數(shù))；

(4)汽車牽引力的功率。

11.（2021日照模擬）在某次河道治理的行動中，發(fā)現(xiàn)了一塊重為2義10%的花崗巖沉在河

底，為了把它打撈上來，現(xiàn)用滑輪組將這塊浸沒在水中的花崗巖以0.5m/s的速度勻速提起，

動滑輪重為4X103N,如圖所示?；◢弾r沒有露出水面時，繩端的拉力為8X103N.不計繩

重、摩擦及水的阻力。求：

（1）設(shè)花崗巖露出水面前后滑輪組的機械效率分別為m、112,比較5、TH的大小，則有

n1T]2（大于、等于、小于）。

（2）花崗巖浸沒在水中勻速上升時，拉力的功率。

（3）花崗巖的密度。

12.（2021東營模擬）如圖所示，某工人重600N,站在水平面上，用100N的拉力向下勻速

拉動繩子，提起一浸沒在水中體積為1.2X10-2m3,重360N的物體。（物體始終浸沒在水中，

且忽略水對物體的阻力，P*=lX103kg/m\g=10N/kg）求:

(1)已知工人雙腳與地面的總接觸面積是3Xl()7m2,工人沒有拉動繩子時對地面的壓強;

(2)物體浸沒在水中時受到的浮力;

(3)提起物體時滑輪組的機械效率。

13.(2021沈陽模擬)如圖所示是某型號的小型家用起吊機(適用于農(nóng)村和小型企業(yè))，若

用此起吊機起吊200kg的物體勻速上升，正常工作30s,則

額定負載額定電壓電機功率起升速度

200kg220V850W12m/min

(1)物體上升多高？(2)起吊機對物體做了多少功？

(3)此過程中起吊機的機械效率是多大？(結(jié)果保留一位小數(shù))

14.(2021泰安模擬)工人用滑輪組提升水中物體A,如圖所示，當(dāng)物體A完全在水面下被

勻速提升的過程中，工人對繩子豎直向下的拉力為220N.當(dāng)物體A完全打撈出水面后被勻

速提升的過程中，滑輪組的機械效率為n,工人對繩子豎直向下的拉力為F.巴知：物體A

所受重力為1000N,體積為8.OXIO-W,水的密度為P*=1.OXlOWm3.滑輪與軸的摩擦、

水的阻力以及繩重不計，gM10N/kgo求：

(1)物體A完全在水面下時受到的浮力；

(2)工人對繩子豎直向下的拉力F；

(3)滑輪組的機械效率n(結(jié)果保留一位小數(shù))。

15.（2021南京模擬）圖甲是《天工開物》中記載的三千多年前在井上汲水的桔棒，其示意

圖如圖乙。輕質(zhì)杠桿的支點O距左端L|=0.5m,距右端L2=0.2m。在杠桿左端懸掛重力為

20N的物體A,右端掛邊長為0.1m的正方體B,杠桿在水平位置平衡時，正方體B對地面

的壓力為20N。（g取10N/kg）求：

（1）此時杠桿右端所受拉力大小為多少N?

（2）正方體B的密度為多少kg/n??

（3）若該處為松軟的泥地，能承受的最大壓強為4XlO^Pa,為使杠桿仍在水平位置平衡，

物體A的重力至少為多少N?

16.（2021濰坊二模）一輛汽車不慎陷入泥坑，司機用圖所示的滑輪組將汽車拖出。（泥坑

可近似看成水平面），在此過程中汽車勻速移動了1m,共用時5s,已知汽車所受阻力為1200N,

司機師傅的拉力功率為300W,在考慮滑輪組摩擦阻力影響因素條件下，求：

(1)司機師傅的拉力為多大？

(2)滑輪組的機械效率是多少？

(3)如圖，汽車勻速拉動時，汽車連同物體總重2t,每個車輪與地面的接觸面積為100cm2,

求此時汽車對地面的壓強？

2021年中考物理考點提升訓(xùn)練——簡單機械計算參考答案

1.(2021大連模擬)如圖所示、利用滑輪組裝置勻速拉動水平面上的物體。已知物體在水

平面上受到

的滑動摩擦力為物體重力的0.1倍，2s內(nèi)物體被勻速拉動1m。當(dāng)物體的質(zhì)量為

6kg時滑輪組的機械效率為80%,不計繩重和繩與輪之間的摩擦。(gM10N/kg)

求：

(1)物體靜止在水平面時的受力面積為0.5m?,物體對水平面的壓強；

(2)動滑輪的重力：

(3)拉力F的功率。

【答案】解：

(1)物體靜止在水平面時對水平面的壓力：

F=G=mg=6kgX10N/kg=60N,

則物體對水平面的壓強：

p=E=--6°N=120Pa。

S0.5m

(2)由圖可知，滑輪組由3段繩子拉著動滑輪,

由題知，物體受到的摩擦力：

f=0.1G=O.1X6ON=6N,

W有用一fS

因為n=

W總F,nsnF

故自由端的拉力F=6N=2.5N,

3XT]3X80%

不計繩重和繩與輪之間的摩擦，由F=L(G動+f)得動滑輪的重力:

3

G動=3F-f=3X2.5N-6N=1.5N?

(3)繩子自由端移動的距離s?t=3s物=3Xlm=3in,

則拉力做的功W=Fs=2.5NX3m=7.5J,

故拉力的功率為:

p-V-7.5J=3.75W?

t2s

答：(1)物體對水平面的壓強為120Pa；

(2)動滑輪的重力為1.5N：

(3)拉力F的功率為3.75W。

2.(2021沈陽模擬)小雨受到的重力為640N,他站立在水平地面上時對地面的壓強為1.6

XlO^a.(g=10N/kg)

(1)小雨的質(zhì)量為多少千克？

(2)小雨一只鞋子的底面積約為多少平方米？

(3)當(dāng)他用如圖所示的不計繩重和摩擦的滑輪組，勻速提升某物體時，滑輪組的機械效率

為90%,此時他對水平地面的壓強為6Xl()3pa,求動滑輪的質(zhì)量為多少？

【答案】解:

(1)根據(jù)G=mg知，小雨的質(zhì)量為:

G640N

=64kg；

SlON/kg

(2)因為在水平面上,

所以壓力等于重力，即F=G=640N,

由P=￡得，小雨站立時地面的受力面積：

s

S=工=——_=o.04m2,

4

P1.6X10pa

小雨一只鞋子的底面積約為：

S'=As=AxO.04m2=0.02m2；

22

(3)勻速提升物體時，小雨對地面的壓力:

F，=p'S=6X103PaX0.04m2=240N,

小雨對繩子的拉力：

z

Ftt=G-F=640N-240N=400N,

由圖知，使用的滑輪組，n=3,

因為此時滑輪組的機械效率n=學(xué)_=生=?=且

用總FsF3h3F

所以物體的重力：

G物=3F拉n=3X400NX90%=1080N；

因為不計繩重和摩擦，

所以F拉=」"(G物+G動)，

3

所以G動=3Fii-G物=3X400N-1080N=120N,

動滑輪的質(zhì)量為:

6動_120N

m動=12kg

T--lON/kgo

答：⑴小雨的質(zhì)量為64kg；

(2)小雨一只鞋子的底面積約為0.02平方米;

(3)動滑輪的質(zhì)量為12kg。

3.(2021湘潭模擬)如圖，塔式起重機上的滑輪組將重為1.2X104的重物勻速吊起2m時,

滑輪組的機械效率為80%,

(1)求提升重物做的有用功;

(2)求繩端的拉力;

(3)若動滑輪的重力為400N,求克服摩擦和鋼絲繩重所做的功。

【答案】解:

(1)提升重物做的有用功:

44

W制用=Gh=1.2X10NX2m=2.4X10J；

w有用

(2)n=i萼=80%可得拉力做的總功:

W總

W有用2.4Xl()4j

4

W總==3X10J；

80%80%

由圖可知，承擔(dān)物重繩子股數(shù)n=3,繩子自由端移動的距離：s=3h=3X2m=6m；

由W?=Fs可得拉力:

F=義且立=5000N；

s6m

(3)對動滑輪、克服摩擦和鋼絲繩重所做的額外功:

W?=W總-W彩用=3X10a-2.4X104J=6000J,

提升動滑輪做的額外功：

WS1=Gah=400NX2m=800J,

克服摩擦和鋼絲繩重所做的額外功：

W?2=W?-WSI=6000J-800J=5200J.

答：(1)提升重物做的有用功為2.4X10，J；

(2)繩端的拉力為5000N；

(3)克服摩擦和鋼絲繩重所做的功為5200J.

4.(2021青島模擬)如圖所示的是農(nóng)村曾用的舂米工具的結(jié)構(gòu)示意圖.桿AB可繞0點轉(zhuǎn)動，

桿右端均勻柱形物體的長度與桿右側(cè)的0B相等為0.5m,桿AB所受的重力不計，柱形物體

的質(zhì)量為18kg,下端與米槽的接觸面積為7.5X10V,當(dāng)作用在A的豎直向下的力為F時，

桿AB在水平位置處于平衡狀態(tài)，柱形物體對槽的壓力為零.求：(0A=20B,gM10N/kg,

認為阻力臂為OB)

(1)畫出F的力臂1.

(2)當(dāng)作用在A的力豎直向下且大小為F/2時，柱形物體對米槽的壓強.

【答案】(1)如圖(2)1.2X104Pa

【解析】

(1)從支點0向尸的作用線作垂線，垂線段的長度即為其力臂1,如下圖所示:

(2)柱形物體的重力：

會蛇18kgX10N/kg=180N,

當(dāng)作用在A的豎直向下的力為尸時，桿AB在水平位置處于平衡狀態(tài)，且處2加，

由杠桿平衡條件^1產(chǎn)用心可得，力F的大?。篵=Gx言=180Nx；=90N；

l()AL

當(dāng)作用在A點處的力為《時，由杠桿平衡條件可得|Fl0A=F&lOB,

.Fl.90N2

則柱形物體所受B點的拉力：o=x-=90N,

,IOB'1

柱形物體對米槽的壓力：尸壓=小尸拉=180N-90N=90N,

柱形物體對米槽的壓強：〃=維=-9°N.,^1.2xlO4Pa.

S7.5x10-3m2

答：(1)尸的力臂如上圖所示；

(2)當(dāng)作用在A的力豎直向下且大小為土?xí)r，柱形物體對米槽的壓強為1.2X104Pa.

2

5.(2021普寧模擬)工人師傅利用如圖甲所示的滑輪組搬運石材，質(zhì)量為L8Xl()3kg的石

材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做勻速直線運動，其路程隨時間變化的

圖像如圖乙所示。石材在水平方向上受到的阻力為石材重的0.1倍，滑輪組的機械效率為

75%,滑輪組和繩子的自重不計。(g=10N/kg)求：

(1)石材受到的阻力；

(2)在石材移動10s過程中，工人做的有用功；

(3)在石材移動10s過程中，工人作用在繩子自由端的拉力F。

【答案】解：

(1)石材的重力：G=mg=1.8X103kgX10N/kg=1.8X10^,

石材受到的阻力：f=0.1G=O.1X1.8X1O4N=18OON；

(2)由乙圖可得，在t=10s內(nèi)石材移動的距離s=1.Oni,

由于石材做勻速直線運動，受到的拉力和阻力是一對平衡力，大小相等，

則滑輪組對石材的拉力：Fti=f=1800N,

工人做的有用功：W”=Fiis'=1800NX1.0m=1800J；

(3)由n=^曳可得，工人做的總功：W?==180QJ=2400J,

W總刊75%

由圖知，n=3,工人電力端移動的距離：SF=3S1=3X1.0m=3m,

由W^=Fs可得，工人的拉力：F=-=^^Jl=800No

Sp3m

答：⑴石材受到的阻力為1800N；

(2)在石材移動10s過程中，工人做的有用功為2400J；

(3)在石材移動10s過程中，工人作用在繩子自由端的拉力為800N。

6.(2021衡陽模擬)如圖所示，若兩物體所受重力均為20牛且勻速上升1米，不計摩擦和

滑輪重力，試問：

(1)滑輪A相當(dāng)于一個杠桿？

(2)力Fz的大小是多少？

(3)在此過程中，F(xiàn)z所做的功是多少？

(1)滑輪A是一個定滑輪，實質(zhì)是一個等臂杠桿；

(2)滑輪B是一個動滑輪，不計摩擦和滑輪重力，F(xiàn)2=1G=AX20N=10N；

22

(3)右圖中繩段移動的距離：s=2h=2Xlm=2m,

Fz所做的功：W=F2s=20NX2m=20Jo

答：(1)等臂杠桿；(2)力Fz的大小是10N；(3)Fz所做的功是20J。

7.(2021煙臺模擬)2019年夏天，受臺風(fēng)“利奇馬”影響，東營地區(qū)遭遇暴風(fēng)雨的襲擊,

某工廠內(nèi)放在圓柱形容器中的正方體實心金屬塊被雨水淹沒，正方體實心金屬塊棱長為

0.2m,質(zhì)量為64kg,如圖甲所示，金屬塊靜止在容器底部(金屬塊與容器底部并未緊密接

觸)。金屬塊露出水面前，求：

(1)金屬塊的密度；

(2)金屬塊受到的浮力；

(3)金屬塊對容器底部的壓強；

(4)金屬塊的下表面距水面的距離是1m,求金屬塊下表面受到的液體壓強；

(5)金屬塊離開水面后，繩子自由端的拉力是400N,求滑輪組的機械效率是多少？(P水

=1.0X103kg/m3,g=10N/kg)

—d昌三

怯HI閡

甲乙

【答案】解：(1)金屬塊的體積：

333

VA=L=(0.2m)=8X10m,

則金屬塊的密度：

P4=—=—64k=8X103kg/m3；

V金8X10fm3

(2)因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等，

所以，金屬塊排開水的體積V#=V/=8Xlowin',

則金屬塊受到的浮力：

F?=P*gV*=l.OX103kg/m3X10N/kgX8X10-3m3=80N；

(3)金屬塊的重力：

G=mg=64kgX10N/kg=640N,

因金屬塊對容器底的壓力和容器底對金屬塊的支持力是一對相互作用力,

所以，金屬塊對容器底部的壓力：

FE=Fi=G-F浮=640N-80N=560N,

正方體金屬塊的底面積(受力面積)：

S=L2=(0.2m)2=0.04m2,

金屬塊對容器底的壓強：

p=^=560M=1.4X104Pa；

S0.04m2

(4)金屬塊下表面受到的液體壓強：

p'=P*gh=l.OX103kg/m3X10N/kgXlm=1X104Pa;

(5)由圖可知繩子的股數(shù)n=2,則滑輪組的機械效率：

有

T1=—W5,x100%=—GhX100%=-G^h-X100%=—GX100%=640NX100%=80%o

W心m、FsFnhnF2X400N

答：(1)金屬塊的密度為8X103kg/m3；

(2)金屬塊受到的浮力為80N；

(3)金屬塊對容器底部的壓強為1.4Xl()4pa；

(4)金屬塊下表面受到的液體壓強為IXIO'Pa；

(5)金屬塊離開水面后，滑輪組的機械效率是80%。

8.(2021畢節(jié)模擬)如圖是水位裝置的示意圖。該裝置主要由滑輪C、D,物體A、B以及

輕質(zhì)杠桿MN組成。物體A通過細繩與滑輪C相連，物體B通過細繩與杠桿相連。杠桿可以

繞支點0在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，杠桿始終在水平位置平衡，且MO：MN=1：3.物體B受到的

重力為100N,A的底面積為0.04m?,高1m。當(dāng)物體A恰好浸沒在水中時，物體B對電子秤

的壓力為R；若水位下降至物體A恰好完全露出水面時，物體B對電子秤的壓力為Fz,已

知：F.：F2=6：1.滑輪重、滑輪與轉(zhuǎn)軸的摩擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計。求:

(1)物體A完全浸沒時，A受到的浮力F浮。

(2)物體A的密度PA。

(3)當(dāng)物體A有部分浸入水中時，如果把細繩由N端向左移動到N'處，電子秤的示數(shù)恰

好為零，NN'：MN=1：6,此時物體A浸在水中的體積V冬

【答案】解：(1)物塊A的體積：V*=0.04m2Xlm=0.04m3,

3

物塊A浸沒水中，排開水的體積：V#=VA=0.04m,

物塊A所受的浮力:F?=P*V#g=lX103kg/m3X0.04m3X10N/kg=400N；

(2)當(dāng)物體A恰好浸沒在水中時，設(shè)此時N端受到的拉力為小,物體B對電子秤的壓力

FI=GB-FNI?

則杠桿N端受到的拉力：FM=GB-FI,

因左端動滑輪上承重的繩子段數(shù)n=4,則杠桿M端受到的拉力:

Fvi='(GA-F浮)；

4

已知MO：MN=1：3,所以MO：0N=l：2,

因為杠桿平衡，所以FMILOM=FMLON,

則：—(GA-FS)Xl=(GB-FI)X2,

4

化簡并代入數(shù)據(jù)可得：GA-400N=800N-8F”

所以Fi=\(1200N-GA)------------------①

o

當(dāng)物體A恰好完全露出水面時，物體B對電子秤的壓力F2=GB-FN2,

則杠桿N端受到的拉力：&=GB-F2,

杠桿M端受到的拉力：FM2=4-G*；

4

因為杠桿平衡，所以FM2LCM=FN2LON,

則：—GAX1=(GB-F)X2,

42

化簡并代入數(shù)據(jù)可得：GA=800N-8F2,

所以F2=￡(800N-GA)-------------------②

O

由題知F”F2=6：1,

則」(1200N-GA)：-(800N-GA)=6：1,

88

解得：GA=720N,

由G=mg=PVg可得物體的密度：

P尸芻-=-----孕”-------=1.8X103kg/m3；

3

VAg0.04mX10N/kg

(3)如果把細繩由N端向左移動到N，處，如圖：

因為NN'：MN=1：6,MO：MN=1：3=2：6。

設(shè)MN=6L,貝i]M0=2L,NN'=1L,

結(jié)合圖示可得ON'=MN-MO-NNZ=6L-2L-L=3L,

所以MO：ON'=2L：3L=2：3；

當(dāng)物體A有部分浸入水中時，電子秤的示數(shù)恰好為零，杠桿V端受到的拉力：FN3=GB,

此時杠桿M端受到的拉力：

F?3=-7(GA-F/)；

4

因為杠桿平衡，所以Fn3LoM=FN3L?r

則：—(GA-F/)X2=GBX3,

4

即工(720N-F/)X2=100NX3,

4

解得：FJ=120N,

由F浮=。水丫林g得物體浸入水中的體積：

V?=V*=——=--------120^---------=0.012nl3。

P水glX103kg/m3X10N/kg

答：(1)物體A完全浸沒時，A受到的浮力為400N；

(2)物體A的密度為1.8X103kg/m3；

(3)當(dāng)物體A有部分浸入水中時，如果把細繩由N端向左移動到N'處，電子秤的示數(shù)恰

好為零，NN'：MN=1：6,此時物體A浸在水中的體積為0.012m:

9.(2021貴州模擬)如題圖所示，質(zhì)量為960kg、底面積為0.5n?的石材力放在水平地

面上，利用滑輪組水平拉動4,使其在20s的時間內(nèi)勻速向墻靠近了4m,水平拉力廣=500

N,不計繩、滑輪組的質(zhì)量以及繩與滑輪組之間的摩擦，g取10N/kg.求：

(1)4對水平地面的壓強；

(2)4在運動過程中受到摩擦力的大??；

(3)拉力戶的功率.

二........

【答案】（1）解：（4分）4的重力G=mg=960kgXION/kg=9600N

力對地面的壓力F?=G=9600N

力對水平地面的壓強p=§=猾"=19200Pa

DU.bm

（2分）（2）4在運動過程中受到的摩擦力4242X500N=1000N

（4分）（3）繩子移動的距離s=2s.=2X4m=8m

拉力尸做的功lf=Fs=500NX8m=4000J

拉力產(chǎn)的功率-=200W

tZUs

10.（2021佳木斯模擬）如圖所示，是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝

置圖。已知井深12m,物體重6=6X10%,汽車重G車=3X10^,汽車勻速拉繩子時的拉力

F=2.2X103N,汽車受到的阻力為車重的0.1倍。求：

（1）若汽車運動的速度為3m/s,將物體由井底拉至井口需要的時間；

（2）將物體從井底拉至井口的過程中，汽車?yán)K子的拉力對滑輪組做的功；

（3）滑輪組的機械效率（保留一位小數(shù)）；

（4）汽車牽引力的功率。

【答案】解：

（1）由圖知，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=3,

汽車運動的速度為v=3m/s,

則物體上升速度：v物=工v=」X3m/s=lm/s,

33

由丫=且得，將物體由井底拉至井口需要的時間：

t

+_h_121rL_in_

t物-------.....-izs；

v物lm/s

(2)將物體從井底拉至井口的過程中，繩端移動的距離：s=3h=3X12m=36m,

汽車?yán)K子的拉力對滑輪組做的功：

ff*=Fs=2.2X10^X3601=7.92X104J；

(3)汽車對物體做的有用功：

W^=Gh=6X103NX12m=7.2X104J；

滑輪組的機械效率：

W有72X10%

n=—^-X100%=-^―士---X100%^90.9%；

W總7.92X1Q4；

(4)汽車勻速運動時，受向右的牽引力、向左的繩子拉力和向左的阻力，

根據(jù)力的平衡條件可得牽引力：

F*=F+f=F+0.1G*=2.2XlOW1X3X10^=5.2X10巡，

牽引力做功功率：

P=F率v?=5.2X10^X3111/3=1.56X10^0

答：(1)將物體由井底拉至井口需要12s；

(2)將物體從井底拉至井口的過程中，汽車?yán)K子的拉力對滑輪組做了7.92義10號功；

(3)滑輪組的機械效率為90.9%；

(4)汽車牽引力的功率為1.56X105。

11.(2021日照模擬)在某次河道治理的行動中，發(fā)現(xiàn)了一塊重為2><10飄的花崗巖沉在河

底，為了把它打撈上來，現(xiàn)用滑輪組將這塊浸沒在水中的花崗巖以0.5m/s的速度勻速提起,

動滑輪重為4X10%,如圖所示。花崗巖沒有露出水面時，繩端的拉力為8X103N.不計繩

重、摩擦及水的阻力。求：

(1)設(shè)花崗巖露出水面前后滑輪組的機械效率分別為m、112,比較j、in的大小，則有

n1n2(大于、等于、小于)。

(2)花崗巖浸沒在水中勻速上升時，拉力的功率。

(3)花崗巖的密度。

【答案】解：

(1)花崗巖露出水面前，花崗巖受到水的浮力，滑輪組受到向下的拉力??；花崗巖露出水

面后，花崗巖不受水的浮力，滑輪組受到向下的拉力大，花崗巖露出水面前后相比，花崗

巖露出水面后相當(dāng)于提升的物重增大，滑輪組的機械效率變大，則如小于可2；

(2)由圖知，n=2,拉力端移動的速度：v=2v物=2X0.5m/s=lm/s,

花崗巖沒有露出水面時，繩端的拉力FngXlO%,則拉力的功率：

P=lL=f￡=Fv=8XlO^Xlm/s=8X10^；

tt

(3)不計繩重、摩擦及水的阻力，花崗巖沒有露出水面時，拉力F=/(G+G轉(zhuǎn)-FQ,

花崗巖受到的浮力：

3

F?=G+Gft-2F=2X10^+4*10%-2X8X10割=8X10N,

由F浮=P*V可得花崗巖的體積：

V=V-上工=_______8X103N_______=0,8m)

P水glX103kg/m3X10N/kg

花崗巖的質(zhì)量:

G,2X1Q4N

m==2000kg,

g10N/kg

花崗巖的密度:

33

p=a=2000k|=2>5xi0kg/mo

V0.8m3

答：(1)小于；

(2)花崗巖浸沒在水中勻速上升時，拉力的功率為8義10切

(3)花崗巖的密度為2.5Xl()3kg/m3。

12.(2021東營模擬)如圖所示，某工人重600N,站在水平面上，用100N的拉力向下勻速

拉動繩子，提起一浸沒在水中體積為1.2X10-/3,重360N的物體。(物體始終浸沒在水中，

且忽略水對物體的阻力，P*=lX103kg/m3.g=10N/kg)求：

(1)已知工人雙腳與地面的總接觸面積是3X10-2m2,工人沒有拉動繩子時對地面的壓強；

(2)物體浸沒在水中時受到的浮力；

(3)提起物體時滑輪組的機械效率。

【答案】解:

(1)工人沒有拉動繩子時對地面的壓力:

Fa=G=600N,

對地面的壓強:

p=—=—6Ql3^—-=2X104Pa；

S3X10-2m2

(2)物體浸沒水中排開水的體積:

V#=V=1.2X10'2m3,

物體浸沒在水中時受到的浮力：

F?=P*V?g=1.0Xl03kg/m3X1.2X10-2ni3XlON/kg=120N；

(3)由圖可知，n=3,

提起物體時，滑輪組受到的拉力：

F&=Gft-F浮=360N-120N=240N,

提起物體時滑輪組的機械效率：

TI="^X100%=￡^±X100%=￡^±X100%=￡^X100%=N^—X100%=80%。

W心aFsF3h3F3X100N

答：(1)工人沒有拉動繩子時對地面的壓強為2Xl(rPa；

(2)物體浸沒在水中時受到的浮力為120N；

(3)提起物體時滑輪組的機械效率為80%。

13.(2021沈陽模擬)如圖所示是某型號的小型家用起吊機(適用于農(nóng)村和小型企業(yè))，若

用此起吊機起吊200kg的物體勻速上升，正常工作30s,則

額定負菽額定電壓電機功率起升速度

200kg220V850W12m/niin

(1)物體上升多高？(2)起吊機對物體做了多少功？

(3)此過程中起吊機的機械效率是多大？(結(jié)果保留一位小數(shù))

【答案】(1)v=12m/min=0.2m/s；

根據(jù)丫=且可知，物體上升的高度為：h=vt=O.2m/sX30s=6m；

t

(2)起吊機對物體做的功為：W=Gh=mgh=200kgX10N/kgX6m=12000J；

(3)電動機所做的功為：W*=Pt=850WX30s=25500J；

則機械效率為：n=；=燃條-47.1%。

W/33UU.I

答：(1)物體上升6m；

(2)起吊機對物體做了12000J的功；

(3)此過程中起吊機的機械效率是47.1%。

14.(2021泰安模擬)工人用滑輪組提升水中物體A,如圖所示，當(dāng)物體A完全在水面下被

勻速提升的過程中，工人對繩子豎直向下的拉力為220N.當(dāng)物體A完全打撈出水面后被勻

速提升的過程中，滑輪組的機械效率為n,工人對繩子豎直向下的拉力為F.已知：物體A

所受重力為1000N,體積為S.OXlO-m3,水的密度為P*=1.OXlO—g/n?.滑輪與軸的摩擦、

水的阻力以及繩重不計，g取10N/kg。求：

(1)物體A完全在水面下時受到的浮力；

(2)工人對繩子豎直向下的拉力F；

(3)滑輪組的機械效率n(結(jié)果保留一位小數(shù))。

【答案】解:

(1)因為物體A完全在水面下，排開水的體積和自身的體積相等,

所以物體A排開水的體積：

V#=V=8.OXIO-m3,

受到的浮力：

3323

Fs=P*gViit=l.OXlOkg/mX10N/kgX8.OX10'm=800N；

(2)物體A完全在水面下時受到繩子的拉力：

F拄=GA-F浮=1000N-800N=200N,

由圖知，n=2,滑輪與軸的摩擦、水的阻力以及繩重不計，此時拉力F'=2(GA-F浮+G動)

2

=220N,

則動滑輪的重力:

G動=2F'-GA+F?=2X220N-1000N+800N=240N,

物體A完全打撈出水面后，拉力：

F=—(GA+Ga)=—(1000N+240N)=620N；

22

(3)滑輪組的機械效率：

W有用GhGhG1000N

n