2020年中考物理《简单机械》计算题专题训练12
1.如图所示，小雨利用滑轮组匀速提升沉在水底的圆柱体A，已
知圆柱体A高为，底面积为，质量
为135kg。不计绳重轮与轴的摩擦及水的阻力
若水深为，求A在水底时上表面受到水的压力是
多少？
在A上表面未露出水面之前，A匀速上升的速度为
，小雨拉绳的功率为，求A上表面未露
出水面之前，滑轮组的机械效率是多少？
若小雨能施加的最大拉力为450N，求A在匀速上升过程中，
它的下表面受到水的最小压强是多少？
2.用如图所示的滑轮组提升重物1200N的物体A，在匀速竖直提升物体A的过程中，
作用在绳子自由端竖直向上的拉力F为500N，如果物体A上升的速度为，不计绳重和摩擦。求：
动滑轮所受的重力；
拉力F做功的功率P；
滑轮组的机械效率。
3.一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动
滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，如图
所示，已知绳的自由端拉力为25N，求石块在上升过程中
求：
石块受到的浮力为多少？
绳的自由端拉力做功为多少？
动滑轮的机械效率为多少？
4.如图所示，搬运工人用滑轮组提升重540N的物体，所用拉力F
为200N，5s内匀速上升了不计绳重，绳与滑轮的摩擦求动滑轮的重力
拉力F所做的功；
拉力的功率
滑轮组的机械效率。
5.如图是重庆一中初二科技小组设计的在岸边打捞水中文物的装置示意图，电动机固
定在地面．每个滑轮重为100N；均匀实心文物的密度为，质量为绳和杠杆的质量、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对文物A的阻力均忽略不计，文物A一直匀速上升．
在文物还未露出水面时，求此时文物A所受到的浮力
在文物还未露出水面时，电动机拉力F的大小；
在文物还未露出水面时，滑轮组的机械效率；
当文物A在空中被匀速提起上升时，电动机拉力功率为，求卷扬机拉动钢丝绳的速度？
6.小雨通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力F与绳子自由
端移动能距离s的关系图象如图乙所示。其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力。水的密度为
求：
物体在空中上升1m，小再做的功是多少？
每个滑轮的重力是多少？
物体的密度是多少？
7.装卸工人用如图所示的装置将重为1440N的货物提至高处，人对绳
的拉力为800N，货物在1min内匀速上升了5m，则：
请你在图上画出绳子的绕法；
求拉力的功率；
求滑轮组的机械效率。
8.如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，杠杆左端A处挂了一物块，右端B处施加一
个的拉力，此时杠杆在水平位置平衡，得，。
求绳子对杠杆A端的拉力。
若物块的体积为，求物块的重是多少？
9.建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组在10s内将240N的物体匀速提升所用
的拉力求：忽略绳重与摩擦阻力
动滑轮重力是多少？
工人做的功是多少？
工人做功的功率？
当改为提升360N的重物时，拉力为多少？
10.配重M单独置于水平地面上静止时，对地面压强为，将配重M用绳系
杠杆的B端，在杠杆的A端悬挂一滑轮，定滑轮重150N，动滑轮重90N，杠杆AB 的支点为O，OA：：3，由这些器材组装成一个重物提升装置，如图所示。
当工人利用滑轮组提升重力为210N的物体以的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为杠杆与绳重、滑轮组的摩擦均不计，g取，求解以下物理量：
工人利用滑轮组提升重物的拉力为______N，绳子自由端下降的速度是______
，此滑轮组的机械效率是______。
作用在杠杆A端的力为______N，配重M质量是______。
为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力是______N。
-------- 答案及其解析 --------
1.答案：解：
在水底时上表面所处的深度：
，
圆柱体A上表面受到水的压强：
，
由可得，A在水底时上表面受到水的压力：
；
在A上表面未露出水面之前，A排开水的体积：
，
则A受到的浮力：
，
物体A的重力：
，
由图可知，，则绳端移动的速度：
，
由可得，绳端的拉力：
，
则滑轮组的机械效率：
；
不计绳重轮与轴的摩擦及水的阻力，
由可得，动滑轮的重力：
，
当小雨的拉力为450N时，物体A受到的浮力：
，
此时物体A排开水的体积：
，
此时物体A下表面的深度：
，
则A下表面受到水的最小压强：
。
答：水深为时，A在水底时上表面受到水的压力是450N；
上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率是；
若小雨能施加的最大拉力为450N，则A在速上升过程中，它的下表面受到水的最小
压强是。
解析：知道水深和圆柱体A高可求圆柱体A上表面的深度，根据求出圆柱
体A上表面受到水的压强，利用求出A在水底时上表面受到水的压力；
在A上表面未露出水面之前，A排开水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原
理求出A受到的浮力，根据求出物体A的重力，由图可知滑轮组绳子的有效股
数，根据求出绳端移动的速度，利用求出绳端的拉力，最后根据
求出滑轮组的机械效率；
不计绳重轮与轴的摩擦及水的阻力，根据求出动滑轮的重力，
然后再求出小雨的拉力为450N时物体A受到的浮力，根据阿基米德原理求出此时物体
A 排开水的体积，然后求出此时物体A下表面的深度，利用求出A下表面受到水的最小压强。
本题考查了液体压强公式、阿基米德原理、功率公式、机械效率公式、滑轮组绳子拉力公式的综合应用等，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度。
2.答案：解：
由图可知，，由可得，动滑轮所受的重力：
；
，则绳端移动的速度：
，
拉力F做功的功率：
；
滑轮组的机械效率：
。
答：动滑轮所受的重力为300N；
拉力F做功的功率为150W；
滑轮组的机械效率为。
解析：本题考查了滑轮组的工作特点、功率的计算、机械效率的计算，难度不大。
不计绳重和滑轮与轴的摩擦，根据求出动滑轮所受的重力；
由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据求出绳端移动的速度，利用求出拉力F做功的功率；
根据求出滑轮组的机械效率。
3.答案：解：根据可得，石块的体积：
，
石块浸没在水中，则，
所以，石块受到的浮力：
；
由图知，则绳子自由端移动的距离：
，
绳的自由端拉力做功：
；
石块重：
，
石块在水中受到向上的拉力、向上的浮力和向下的重力，因匀速提升石块，则
，
所以，石块受到的拉力：，
则利用动滑轮做的有用功：
，
动滑轮的机械效率：
。
答：石块受到的浮力为20N；
绳的自由端拉力做功为50J；
动滑轮的机械效率为。
解析：知道石块的质量和密度，利用密度公式求石块的体积，因为石块浸没在水中，所以排开水的体积等于石块体积，再利用阿基米德原理求出石块受到的浮力；
图中使用的是动滑轮，则，求出拉力移动的距离，又知道拉力大小，利用求绳的自由端拉力做功；
知道石块的质量，利用重力公式求石块的重，此时石块重等于石块受到的浮力加上动滑轮对石块的拉力，据此求出动滑轮对石块的拉力，可求利用动滑轮做的有用功，再利用效率公式求动滑轮的机械效率。
本题考查了密度公式的应用、浮力的计算、有用功、总功、机械效率的计算，涉及到的知识点较多，综合性强，属于难题。
4.答案：解：
由图知，，
不计绳重、绳与滑轮的摩擦，拉力，则动滑轮重力：
；
拉力端移动距离，
拉力做的总功：
；
拉力的功率：
；
拉力做的有用功：
，
滑轮组的机械效率：
。
答：动滑轮的重力为60N；
拉力F所做的功为1200J；
拉力的功率为240W；
滑轮组的机械效率为。
解析：由图知，，不计绳重、绳与滑轮的摩擦，拉力，据此
求动滑轮重力；
拉力端移动距离，利用求拉力做的总功；
知道做功时间，利用求拉力做功功率；
利用求拉力做的有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，要利用好：不计绳重和摩擦时拉力。
5.答案：解：
因为文物浸没水中，
所以文物排开水的体积：
；
文物所受的浮力：
；
由图知，使用的滑轮组，不计绳重和摩擦、不计水对文物A的阻力，电动机拉力的大小为：
；
滑轮组的机械效率：
；
当A全部出水时，拉力大小为：
；
由得卷扬机拉动钢丝绳的速度：
。
答：在文物还未露出水面时，求此时文物A所受到的浮力为100N；
在文物还未露出水面时，电动机拉力F的大小为400N；
在文物还未露出水面时，滑轮组的机械效率为；
卷扬机拉动钢丝绳的速度为。
解析：本题为力学综合题，考查了密度公式、阿基米德原理、效率公式、功率公式的应用，利用好两个关系式：一是不计绳重和摩擦、不计水对文物A的阻力
，二是。
由于文物浸没水中，文物排开水的体积等于自身体积，利用密度公式求解；再利用阿基米德原理求文物所受的浮力；
由图知，使用的滑轮组，不计绳重和摩擦、不计水对文物A的阻力，电动机
拉力的大小为；
滑轮组的机械效率；
当A全部出水时，拉力大小，再利用求卷扬
机拉动钢丝绳的速度。
6.答案：解：
由图乙可知，绳子自由端移动的距离为时，拉力为100N不变，此时物体没有露出水面；
绳子自由端移动的距离为时，拉力不断增大，说明物体开始逐渐露出水面；
绳子自由端移动的距离大于6m时，拉力为200N不变，此时物体完全离开水面，故物体在空中匀速上升过程中受到的拉力；
由图可知，，物体在空中上升1m，
则绳子自由端移动的距离：，
小雨做的功：；
根据可得，物体在空中上升1m做的有用功：
，
根据可得，物体的重力：
，
不计绳重、摩擦，物体在空中上升时，拉力，
则，
所以每个滑轮的重力为；
由图乙可知，物体没有露出水面之前，绳端的拉力，
整个滑轮组受到向上的拉力为，物重，2个动滑轮的总重力为120N，
由力的平衡条件可得，，
则物体完全浸没时受到的浮力：
，
根据可得物体的体积：
，
物体的质量：，
则物体的密度：。
答：物体在空中上升1m，小雨做的功是800J；
每个滑轮的重力是60N；
物体的密度是。
解析：首先确定滑轮组绳子的有效股数，然后利用求出绳子自由端移动的距离，再根据图象读出拉力大小，利用计算小雨做的功；
根据可求出物体在空中上升1m做的有用功，然后根据求出物体的重力，再利用计算每个滑轮的重力；
求出物体完全浸没在水中时受到的浮力，然后利用阿基米德原理求出物体排开水的体积，即物体的体积，再求出物体的质量，利用密度公式求解密度。
此题考查功的计算、密度的计算、滑轮组绳子拉力的相关计算，涉及到重力、密度、滑轮组机械效率公式的应用，力的合成等知识点，是一道力学综合题，难度较大，关键是
滑轮组绳子有效股数的确定，各种公式的灵活运用，特别是的运用。
7.答案：解：要求施力方向向下，从绳子末端开始，依次绕过定滑轮、
动滑轮，这样反复完成，绕法如图所示；
绳子股数，则。
则。
。
，
。
答：拉力所做的功为8000J。
拉力的功率为。
滑轮组的机械效率为。
解析：滑轮组绳子的绕法：要求施力方向向下，也就是说最后绳子必须从定滑轮绕出来，从而再往回画，绕过上面定滑轮，再绕过下面的动滑轮，这样反复完成；
确定绳子股数，物体上升5m，绳子自由端将下降，用算出拉力做的功。
，用算出功率。
先算出有用功，再用算出机械效率。
本题综合考查了滑轮组的绕法、有用功、额外功、总功、机械效率的计算，涉及到滑轮组承担物重绳子股数n的确定及利用，知识点多，属于难题。
8.答案：解：由杠杆的平衡条件可得：
，
则绳子对杠杆A端的拉力：
；
因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，
所以，物块在水中所受到的浮力：
；
此时杠杆在水平位置平衡，则有。
答：绳子对杠杆A端的拉力为2N；
小球的重力是。
解析：本题考查了杠杆的平衡条件和阿基米德原理的应用，是一道较为常见的应用题。
知道拉力的大小和力臂的大小，根据杠杆的平衡条件求出绳子对杠杆A端的拉力；
物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出受到的浮力，重力。
9.答案：解：
由题知，不计绳重与摩擦阻力，
拉力，
即：，
解得：
；
由图知，，，
工人做功：
，
，
匀速提升360N的重物时：
．
答：动滑轮重力是60N；
工人做的功是600J；
工人做功的功率为60W；
如果用此滑轮组匀速提升360N的重物，拉力应为140N．
解析：本题考查了使用滑轮组时总功和功率的计算方法，本题的关键：一是由图得出n 的值，利用好；二是利用好“不计绳重与摩擦阻力，拉力和物重的关系
”．
由滑轮组结构看出，承担物重的绳子股数，．
由于不计绳重与摩擦阻力，利用求动滑轮重；
利用求绳的自由端移动的距离，再利用求拉力做功；
又知道做功时间，利用功率公式求拉力做功的功率；
利用求匀速提升360N的重物时的拉力。
10.答案：150 600 150kg250
解析：解：
由图知，，则绳子自由端的拉力：
；
拉力端移动速度：
；
滑轮组的机械效率：
；
设配重M的底面积为S，当配重M单独置于水平地面上静止时，
由可得配重M的底面积：
----
当物体匀速上升时，作用在杠杆A端的力：
；
由杠杆平衡条件可得：
，
由可得：
----
代入可得：
，
解得：
；
其质量：
；
当配重对地面的压力为0时，人对绳子的拉力最大，此时B端受到的拉力为1500N；由杠杆平衡条件可得，
即杠杆A端受到拉力：
；
以定滑轮为研究对象，定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力和向上的拉力，
由力的平衡条件可得：，
则人对绳的最大拉力：
。
故答案为：；；；；150kg；。
根据图示读出作用在动滑轮上绳子的条数n，绳的重力、滑轮组的摩擦均不计，根据求出拉力；
拉力端移动速度等于物体上升速度的2倍；滑轮组的机械效率
；
设配重M的底面积为S，当配重M单独置于水平地面上静止时，利用求配重
M的底面积；当物体匀速上升时，作用在杠杆A端的力，利用杠杆平衡条件求杠杆B端受到的拉力，此时配重对地面的压强大于此时压力与受力面积之比，据此求配重的重力，再利用求其质量；
当配重对地面的压力为0时，人对绳子的拉力最大，此时B端受到的拉力等于配重的重力；利用杠杆平衡条件求杠杆A端受到拉力；以定滑轮为研究对象，定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力和向上的拉力，由力的平衡知识可求人对绳的最大拉力。
本题考查了学生对机械效率、杠杆平衡条件、压强公式以及二力平衡条件的掌握和运用，能根据杠杆平衡条件、压强公式得出关于配重M的重力是本题的关键。