杠杆滑轮计算题练习(打印版)
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1.小明用如图所示的滑轮组把重为160N的物体匀速提升1m,他的拉力为100N,所用时间为2s.下面有关物理量计算正确的是()故选B.A.小明做的有用功为200JB.该滑轮组的机械效率为80%C.小明做功的功率为80WD.小明将该物体的重力增大时,滑轮组的机械效率不变考点:有用功和额外功;功率的计算.专题:功、功率、机械效率.分析:(1)掌握有用功、总功、额外功的计算:克服物体重力做的功为有用功,W有用=Gh;拉力F 做的功为总功W总=Fs,s=nh;总功等于有用功和额外功之和W总=W有用+W额;(2)掌握机械效率的计算:η=×100%;(3)掌握影响机械效率大小的主要因素:被提升的物重和动滑轮重力;(4)掌握功率的计算:P==Fs.解答:解:A、W有用=Gh=160N×1m=160J,所以A错误;B、因为2段绳子承担物重,所以s=2h=2mW总=Fs=100N×2m=200Jη=×100%=×100%=80%,所以B正确;C、小明做功的功率为P总===100W,所以C错误;D、小明将该物体的重力增大时,有用功增大,额外功不变,所以机械效率增大,所以D错误.2.做值日时,小阳将一桶水从一楼提到二楼.此过程中,关于做功的说法正确的是()故选B.A.对桶做的功是有用功B.对水做的功是有用功C.对水做的功是额外功D.克服自身重力做的功是总功考点:有用功和额外功.分析:小阳将一桶水从一楼提到二楼,目的是提水,对水做的功为有用功;把桶和自身提升做的功为额外功,有用功加上额外功等于总功.解答:解:小阳目的是提水,对水做的功为有用功,故B正确、C错;对桶做的功为额外功,故A错;小阳把水、桶、自身提升做的功为总功,故D错.3.小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上,他对课本所做功最接近于()故选C.A.0。
杠杆与滑轮练习题一、选择题1. 杠杆的五要素包括:A. 支点、力臂、动力、阻力、杠杆B. 支点、力臂、动力、阻力、平衡C. 支点、力臂、动力、阻力、作用点D. 支点、力臂、动力、阻力、力矩2. 以下哪种情况,杠杆处于平衡状态?A. 动力臂大于阻力臂B. 动力小于阻力C. 动力臂等于阻力臂D. 动力等于阻力3. 滑轮组中,动滑轮的作用是:A. 改变力的方向B. 改变力的大小C. 同时改变力的方向和大小D. 增加摩擦力4. 使用定滑轮时,以下说法正确的是:A. 可以省力B. 可以改变力的方向C. 不能省力,但可以改变力的方向D. 不能省力,也不能改变力的方向5. 以下哪种滑轮是省力杠杆?A. 定滑轮B. 动滑轮C. 滑轮组D. 以上都不是二、填空题6. 杠杆的平衡条件是_________。
7. 一个杠杆的动力臂是阻力臂的两倍,那么动力是阻力的_________。
8. 滑轮组由_________和_________组成。
9. 使用动滑轮可以省力,但需要_________。
10. 定滑轮实质上是一个等臂杠杆,它的作用是_________。
三、判断题11. 动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆。
()12. 滑轮组的省力情况取决于动滑轮的数量。
()13. 定滑轮不能省力,但可以改变力的方向。
()14. 动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆。
()15. 杠杆的分类是根据动力臂和阻力臂的相对大小来划分的。
()四、简答题16. 简述杠杆的分类及其特点。
17. 解释为什么使用滑轮组可以省力。
18. 描述定滑轮和动滑轮在实际应用中的区别。
五、计算题19. 假设有一个杠杆,其动力臂是阻力臂的3倍,动力是200N,求阻力的大小。
20. 如果使用一个动滑轮,已知施加的力是100N,物体的重力是500N,计算物体被提升的高度。
六、应用题21. 某工厂需要提升一个重1000N的货物,使用一个由两个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,求需要施加的最小力是多少?22. 描述在建筑工地上,如何利用杠杆原理来移动一块重物。
力学综合计算题——杠杆滑轮综合08年丰台区二模:某人用如图27所示的滑轮组,使质量为0.27kg的铝块从空中匀速下落到底面积为100cm2的盛有水的容器中。
当铝块接触水面之前,滑轮组的机械效率是54%,(不计绳重、摩擦,g取10N/kg,ρ铝=2.7×103kg/m3)求(1)当铝块浸没在水中时,滑轮组对铝块的拉力为多少?(2)铝块浸没在水中后匀速下降过程中(不接触容器底),滑轮组的机械效率是多少?(3)若用该滑轮组将质量相等、密度之比ρ甲:ρ乙=2:3的两个实心物体甲乙放入盛有足够多水的容器中,撤去滑轮组后,当甲、乙两物体静止后,水对甲、乙的浮力比F甲:F乙=6:5,则甲的密度是多少?08年石景山区一模:如图24所示,用滑轮组将重为G=1800N的金属块打捞出水面,不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力,作用在绳自由端拉力的功率始终保持1680W,金属块浸没在水中时匀速提起的速度为v1=0.8m/s,金属块的密度为8×103kg/m3,g取10N/kg。
求:(1)金属块未露出水面以前的机械效率η(2)金属块被提出水面后匀速提起的速度v2(计算结果保留到小数点后两位)08年怀柔区二模:某桥梁施工队的工人用如图24所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件。
已知工件的质量为100kg工人的质量为70kg。
工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为15:2,工件在水中时,滑轮组的机械效率为60% 。
若不计摩擦、绳重及水的阻力,g取10N/kg 。
求:(1)工件浸没在水中时所受的浮力F浮;(2)工件完全打捞出水面后,滑轮组的机械效率η2;(结果保留两位有效数字)(3)工件完全打捞出水面后,以0.2m/s的速度被匀速提升,工人拉绳的功率P2。
图26图27F09年崇文区一模:小文的体重为600 N ,当他使用如图24所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m 3的重物A 时(重物始终未出水面),他对地面的压强为8.75×103 Pa 。
初中物理杠杆、滑轮组、压强、浮力综合计算题(含答案)1、这是一道起重机的综合计算题。
题目要求计算货箱在不同高度时的压强、起重机做功的大小以及为了使起重机不倾倒所需的铁块质量。
在计算过程中,需要运用物理学中的杠杆原理、滑轮组原理、压强和浮力等知识。
2、这是一道关于滑轮组机械效率的计算题。
题目要求计算小明的体重和滑轮组的机械效率,以及在改变滑轮组绕绳方法后所需的力。
在计算过程中,需要运用物理学中的滑轮组原理、机械效率公式和压力平衡原理等知识。
3、这是一道关于杠杆平衡和浮力的综合计算题。
题目要求计算力的大小、合金块的密度以及合金块在水中沉底后的压强。
在计算过程中,需要运用物理学中的杠杆原理、浮力原理、压力平衡原理和密度公式等知识。
4、这是一道关于电动机功率和机械效率的计算题。
题目要求计算滑轮组的机械效率、电动机拉动钢丝绳的功率以及横梁上提起重物时支持力增加的大小。
在计算过程中,需要运用物理学中的机械效率公式、动能定理和力的平衡原理等知识。
5、图25是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。
起重机通过卷扬机C和钢丝绳将重物提升出水。
被打捞的重物体积为0.5m³。
在打捞前起重机对地面的压强为p1=2.0×10⁷Pa,在物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p2=2.375×10⁷Pa,物体完全出水后起重机对地面的压强为p3=2.5×10⁷Pa。
假设起重时柱塞沿竖直方向,物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2,N1与N2之比为19:24.重物出水后上升的速度为v=0.45m/s。
求:(1)被打捞物体的重力;(2)被打捞的物体浸没在水中上升时,滑轮组AB的机械效率;(3)重物出水后,卷扬机牵引力的功率。
256、某桥梁施工队的工人用如图24所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件。
已知工件的质量为100kg,工人的质量为70kg。
工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为15:2,工件在水中时,滑轮组的机械效率为60%。
杠杆滑轮练习题 姓名_________1. 定滑轮实质是一个_______杠杆,使用定滑轮时不能______,但能 。
动滑轮实质是一个动力臂是阻力臂_______的_____杠杆,使用动滑轮时能省_________力,但费________。
2. 如图1所示,匀速向上拉动弹簧秤乙,当弹簧秤甲的示数为5 N 时,弹簧秤乙的示数为 _____N ,从而可知被提重物所受重力是 ______N ,这个滑轮属于_____滑轮。
(动滑轮自身重力忽略)3. 如图2所示,重物G 重40牛,若不计摩擦,匀速提起重物所用拉力为22牛,则动滑轮的重力是___牛,钩子1受到绳子的拉力为____牛,钩子2受到重物G 的拉力为____牛。
4. 如图3所示,物体A 重20N ,滑轮重1N ,绳重不计,弹簧秤示数为25N ,则物体B 的重为_________N 。
地面对物体A 的支持力______N.5. 如图4所示,弹簧秤下挂着一个重为1 N 的滑轮,滑轮上用细线挂着一个1N 的小球和一个10 N 重的物体,小球悬在空中,物体落在桌面上,整个装置都是静止的,这时弹簧秤的读数是( )A.2 NB.3 NC.11 ND.12 N 6. 如图5所示,物体重600牛顿,要使人拉住绳子的一端使物体静止,若不计滑轮的重力和摩擦,则人的拉力为 ( )A .200牛顿.B .300牛顿.C .400牛顿.D .150牛顿.7. 如图所示的装置中,甲物重5N ,乙物重3N ,甲、乙均保持静止状态,不计弹簧秤的自重.则甲物受到的合力和弹簧秤的示数分别是( )A.0,3N B.0,5N C.2N ,5N D.2N ,3N8. 如图,吊篮的重为400牛顿,动滑轮总重为50牛顿,定滑轮总重为40牛顿,人重为600牛顿,人在吊篮里拉起绳子不动时,人需要用 牛顿的力(不计摩擦力和绳重)。
9. 如图所示,质量为50kg 的人,站在质量为30kg 的吊篮内,他至少用__________N 的拉力拉住绳子,才能使自己和吊篮在空中保持静止。
6.(佛山市)如图所示的简单机械,在使用中属于费力杠杆的是()解析:判断一个杠杆是什么类型的杠杆,通常采用比较杠杆动力臂和阻力臂长短。
动力臂比阻力臂长的是省力杠杆,反之是费力杠杆。
镊子是费力杠杆,羊角锤、瓶起子是省力杠杆,托盘天平是等臂杠杆。
答案:B25.(佛山市)如图所示,甲是我们常使用的指甲钳,乙是它的示意图。
请细心观察,此钳哪些部位分别应用了哪些物理知识及原理,请你写出二个应用不同原理的例子。
答案:钳口D很锋利——压力一定时,减小受力面积可增加压强;钳柄(AC)上有粗糙的刻纹——增大摩擦;指甲钳的CBA部分——省力杠杆17.(广州)在图中用线代表绳子,将两个滑轮连成省力的滑轮组,要求人用力往下拉绳使重物升起.解析:理论上吊起动滑轮绳子股数越多,越省力,但由于人站在地面上向下拉,有两股绳子吊起动滑轮,根据“奇动偶定”的方法,绳子起点定在定滑轮上。
所以画出如图所示的绕线。
答案:如图所示。
5.(成都)如图所示的简单工具在使用过程中,不能省力的是()解析:定滑轮不能省力,但能改变施力的方向。
答案:D5.( 成都)在抗震救灾中,为了从垮塌的建筑中尽快地实施救援,营救生命,使用到了大量的汽车起重机。
正在家中复习的小陈同学看到救灾现场的救援画面后,在感动之余,找来了一台玩具汽车起重机,进行了探究。
小陈要探究的问题是,起重机吊起的重物静止在空中时:①支撑臂对起重臂的作用力大小;②水平地面受到的起重机的压强。
为此,小陈除起重机外,还准备了以下器材:重物、弹簧测力计、棉线、面积足够大的坐标纸、墨水、毛笔、复写纸。
(1)要完成他的探究,上述器材中还应该增加的是_________________________________。
(2)为完成问题①的探究,需要测量力臂。
请你在图18中作出支撑臂CD 对起重臂AB 的作用力F的力臂,其中O 点是支点。
(3)在问题②的探究中,针对接触面积的测量中遇到的困难,小陈设计了两套实验方案。
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式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。
3、定滑轮:工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
(实质是等臂杠杆)特点:不能省力,但能改变力方向动滑轮:工作时,轴随中午一起移动的滑轮叫动滑轮。
(实质是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆)特点:可以省力,但不改变力的方向滑轮组:由若干个定滑轮和动滑轮组合在一起此文档仅供收集于网络,如有侵权请联系网站删除典型例题解析杠杆与滑轮:例1:如图1— 6—1(a )所示的杠杆重;不计, 0为支点,AO = 0.2m ,当在A 点悬 吊一重6N 的物体,绳子的拉力 F = 3N 时,杠杆在水平位置平衡,在图中画出拉力矿的力(a )'(b )图 1—6 — 1如图1—6— 1 (b ),画出杠杆OAB 示意图,找到支点 O , BC 为力的作用线,画出力 臂12 .根据杠杆的平衡条件:G • OA = F12代入数值:6N x 0.2m = 3N x 1212= 2 x 0.2 m = 0.4 m答案 力臂12如图1 — 6— 1 (b ), 12为0. 4m的自重不计,O 为杠杆的支点,FB 的方向与 OA 垂直,则下列关系式中一定正确的是臂12,力臂12为m.例2:杠杆OA 在力FA 、FB 的作用下保持水平静止状态,如图 1 — 6— 5 (a ).杠杆A . F A • OA = FB • OBB . F A • OA v F B • OBFA= OA F B OBF A >F B OB OA(a )(b )F OB要保持杠杆平衡:F A ・0A > F B • OB ,推得F A > -------------------OA答案 D例3:如图所示,用三个滑轮分别拉同一个物体,沿同一水平面做匀速直线运动,所用的拉 力分别是F i 、F 2、F 3,比较它们的大小应是(例4:如图1 — 6—9所示,物体 M 放在水平桌面上,现通过一动滑轮(质量和摩擦不计) 拉着M 向左匀速运动,此时弹簧测力计(质量可忽略)示数为 10N .若在M 上加放一物块 m 可保持M 向左匀速运动,需在绕过动滑轮的绳子的自由端施加一拉力,则 F ' ()图 1 — 6—9A . M 运动时受到向左的摩擦力B .加放m 前,M 受到10N 的摩擦力 C. 加放m 前,M 受到20N 的摩擦力如图1 — 6 — 2 (b ),画出力 F A 的力臂为I A , F A 和OA 的夹角为0。
功杠杆滑轮练习题一、选择题1、用三种方法来提升同一个重物:a.用不计摩擦的定滑轮将重物提高h ;b.沿光滑斜面将重物提高h;c.用手直接将重物提高h.其中做功大小是:( )A.a方式做功最少B.b方式做功最少C.c方式做功最少D.三种方式做功一样多2、汽车在平直道路上做匀速直线运动,下列说法中正确的是()A.汽车的牵引力为零 B.汽车所受的摩擦力为零C.汽车牵引力所做的功为零D.汽车所受的合力为零3、在2005年中考体能测试中,某同学选择跳绳。
他在1min内跳了120次,每次跳离地面的高度为5cm。
设他每跳一次所用的时间相等,则他跳绳时的功率最接近( )A.5WB.50WC.500WD.5000W4、一吊车在2s内将1500N的货物提高2m后,在空中停留了3s,又在5s内沿水平方向将货物移送了10m,则10s内吊车的功率为()A.300W B.18000W C.1800W D.1500W5、甲、乙两台机器的功率相等,在相同的时间内通过的路程之比为3∶1,则甲、乙两台机器的( )A. 做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为3∶1B. 做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为1∶1C. 做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为1∶3D. 做功之比为1∶3,受到的牵引力之比为3∶16、分别用定滑轮、动滑轮、滑轮组把同一物体匀速提升到同一高度,其中机械效率最高的是( )A.定滑轮B.动滑轮C.滑轮组D.无法确定7、用同一个滑轮组来测挂不同钩码时的机械效率,下述结论正确的是( )A.钩码较重的一次机械效率较高B.钩码较轻的一次机械效率较高C.两次机械效率是一样的D.机械效率与提升高度有关8、同学们在探究"影响滑轮组机械效率高低的因素"时提出了下列假设(1)滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关(2)滑轮组机械效率高低可能与被物重有关(3)滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关(4)滑轮组机械效率高低可能与与承重绳子段数有关然后一位同学设计了如图所示的两个滑轮组,进行对比实验来验证提出的假设,则该实验验证的假设是()A.(1)B.(2)C.(3)D.(4)9、如图(不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于物重G),用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,它们的机械效率分别为η甲、η乙。
杠杆滑轮机械效率习题11.用如图所示的滑轮组拉物体A在水平桌面上做匀速直线运动.如果拉力F=3N,物体A的速度v=0.2m/s,忽略滑轮重、绳重和轴摩擦.下列说法中正确的是()A.物体A受到合力不为零B.物体A受到的摩擦力为9NC.竖直墙受到的拉力为9N D.拉力F的速度为0.4m/s2.如图所示,物体B放在水平桌面上,物体A通过滑轮组拉着物体B,此时物体B保持静止状态.当用竖直向下2N的力F1拉重为1N的物体A时,能使物体B以0.6m/s的速度匀速向右运动,若只用水平向左的力F2拉物体B时,能使物体A以0.3m/s速度匀速上升,不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦.下列判断正确的是()A.物体B受到的摩擦力为6N B.拉力F2大小为10NC.拉力F2的功率为1.2W D.拉力F1的功率为0.4W3.图1中力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s.改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s,拉力为F2(如图2).此过程滑轮组()A.总功为F2s B.额外功为F1sC .机械效率为D.额外功为3F2s﹣F1s4.如图所示,某同学用大小为F的水平推力,推着重力为G的木箱m在水平地板上向右做匀速直线运动,当木箱运动的距离为s时,下列关于做功的判断正确的是()A.木箱受到重力做功的大小为GsB.木箱受到地板的摩擦力做功大小为FsC.木箱受到合力做功的大小为FsD.木箱受到地板的支持力做功大小为(F+G)s5.如图所示,用F=50N 的水平拉力拉着重为200N 的物体A 沿水平地面匀速运动,且物体A 运动的速度为0.2m/s,地面对物体A 的摩擦力是物体A 重的0.1 倍.不计滑轮重力,则下列说法正确的是()A.10s 内物体A 克服与地面之间的摩擦力做的功是80JB.10s 内拉力F 做的功是100JC.拉力F 的功率是20WD.该装置的机械效率是80%6.如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体,若拉力的大小为F,物体和地面之间的摩擦力大小为f,A点的拉力为F A,则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是()A .B .C .D .7.如图所示,一滑轮下端悬吊一个重50N的物体,在拉力F的作用下使物体在2s内上升了2m,(不计滑轮、绳的重力和摩擦)则拉力F=N,动滑轮上升的速度是v=m/s,拉力F所做的功W=J.8.如图所示,用F为40N的拉力,通过滑轮组拉着重为300N的物体A在水平面上以0.4m/s的速度向左做匀速直线运动.物体受到的摩擦力是物重的0.3倍,滑轮组的机械效率是,拉力的功率是W.9.如图所示,在20N的水平拉力F作用下,重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动,物体与地面间的滑动摩擦力为48N,则滑轮组的机械效率为;若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为J.10.如图所示滑轮组提升正方体物体,动滑轮重2N,不计摩擦和绳重.物体边长为0.1m,密度为2×103 kg/m3,物体的质量是kg;作用在绳端的拉力F为N时,物体对水平地面的压强为600Pa.(g=10N/kg)11.如图是某装置利用浮力进行自动控制的原理图AOB为一杠杆(质量忽略不计),OA:OB=1:2.A端用细线挂一空心铝球,质量为2.7kg.当铝球一半体积浸在水中,在B端施加3.5N的竖直向下的拉力F时,杠杆恰好在水平位置平衡.则铝球实心部分的体积为m3,铝球受到的浮力为N,铝球空心部分体积为m3.(ρ铝=2.7×103kg/m3,g=10N/kg)12.如图,质量为60kg的工人用滑轮组提升重物,每个滑轮的重力均为50N,(1)用滑轮组让重力为250N的物体匀速上升2m的过程中,人做的有用功为多少?(2)若绳子能够承受的最大拉力为400N,重物提升过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%,求滑轮组的最大机械效率.13.用图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100N,每次运送的量不定,图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象.由图可知该滑轮组动滑轮重为N.当某次运送4件货物时,绳子的拉力F是N,滑轮组的机械效率为(不考虑绳重和摩擦).14.如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为18N的物体缓慢升高0.1m,拉力大小F=8N,拉力移动的距离为0.25m.拉力所做的功为J,有用功为J,杠杆的机械效率为%.15.如图所示,用24N的力F沿水平方向拉滑轮,可使重20N的物体A以0.2m/s 的速度在水平面上匀速运动.物体B重10N,弹簧测力计的示数恒为5N(不计滑轮、测力计、绳子的重量,滑轮的转轴光滑).下列说法正确的是()A.物体A受到地面的摩擦力是7N B.滑轮移动的速度是0.4m/sC.水平拉力F的功率是4.8W D.在2s内绳子对物体A做的功为4.8J 16.小坤家新买的房子在12m高的楼上,装修时为了节省人工、加快进度,小坤设计了如图所示的滑轮组来提升装修材料.小坤爸爸站在地面上用1min 时间匀速把100kg的水泥吊到了楼上,所用的拉力是625N.(不计绳重与摩擦)求此过程中:(g取10N/kg)(1)小坤爸爸拉力的功率有多大?(2)动滑轮的重力是多少?滑轮组的机械效率是多少?17.如图所示,某人用滑轮组匀速提升重为720N的物体的过程中,他对水平地面的压强为5×103Pa,已知滑轮组的机械效率是75%,他双脚与水平地面的接触面积是4×10﹣2m2,求:(1)他对绳子的拉力;(2)此人所受的重力.18.如图所示,工人用500N的拉力,将重1200N的木箱匀速提升1.5m,所用的时间为30s.求:(1)工人所做的有用功是多少?(2)拉力的功率是多少?(3)滑轮组的机械效率是多少?19.小明用如图所示的滑轮组将重为180N的物体在4s内匀速吊起8m,小明所用拉力F为100N.若不计绳重和摩擦.求:(1)工人做的有用功.(2)拉力F做功的功率.(3)滑轮组的机械效率.(4)若用上述装置匀速提起240N的重物,需要的拉力为多大?此时该装置的机械效率是多少?20.跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的喜爱.在某次跳伞训练过程中,一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经15s下落210m后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30s,求在这个过程中:(1)运动员下落的平均速度;(2)重力做的功;(3)匀速下降时重力做功的功率.21.某人用如图所示的滑轮组,在20s内将一个重为600N的物体,沿着水平地面匀速拉动了4m.拉力F做功为1440J,物体与地面的接触面积为0.4m2,物体移动时受地面的摩擦力为350N.不计绳重及机械的摩擦.试求:(1)物体对地面的压强是多少?(2)拉力F做功的功率是多少?(3)拉力F的大小是多少?(4)动滑轮的重力是多少?22.工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙,滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计,g 取10N/kg.(1)若某次运送建材的质量为50kg,则建材的重力是多少?(2)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m,作用在钢绳上的拉力为200N,求拉力的功率;(3)当滑轮组的机械效率为60%时,运送建材的重力是多大?23.建筑工地用如图所示的简易滑轮组提升砖块,某工人将重500N的砖块一次性匀速提升到离地面4m高的砌墙处,所用拉力为200N,时间为20s,这次提升砖块过程中:(1)工人做的有用功;(2)工人做功的功率;(3)滑轮组的机械效率;(4)不计绳重及摩擦,使用该滑轮组匀速提升重800N 的砖块时所用的拉力.24.在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上,工人把重1200N的物体沿着长L=5m、高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端,沿斜面所用的拉力为300N(不计空气阻力).求:(1)将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中,拉力做了多少功?(2)工人使用斜面做功的机械效率是多少?(3)物体和斜面之间的摩擦力是多大?25.小坤家新买的房子在12m高的楼上,装修时为了节省人工、加快进度,小坤设计了如图所示的滑轮组来提升装修材料.小坤爸爸站在地面上用1min 时间匀速把100kg的水泥吊到了楼上,所用的拉力是625N.求此过程中:(g 取10N/kg)(1)小坤爸爸的功率有多大?(2)滑轮组的机械效率是多少?26.用如图所示的滑轮组提升物体A,在匀速竖直提升物体A的过程中,卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N,物体A上升的速度v A为0.1m/s,滑轮的机械效率η为90%,不计绳重和滑轮与轴的摩擦.求:(1)拉力F做功的功率P;(2)物体A所受的重力G A;(3)动滑轮所受的重力G动.27.中华神州打捞公司用如图所示的滑轮组,打捞沉在长江三峡江底一个方形物体.物体上表面距离水面50米,重力为2400N,体积为0.2m3.打捞时匀速提升该物体.(g=10N/kg ρ水=1.0×103kg/m3)求:①物体沉在江底时,上表面受到的水的压强;②物体在露出水面之前受到水的浮力;③物体在露出水面之前,人的水平拉力F【设物体在露出水面之前此装置的机械效率为80%】28.如图,甲物体静止置于水平地面时,对地面的压强为P1;轻质杠杆AB的支点为O,OB=3AO,现在杠杆的A端用细绳将甲物体吊起,在杠杆的B端悬挂质量为4kg的乙物体,杠杆在水平位置平衡,此时甲物体对地面的压强为P2,且P1=3P2(g取10N/kg)求:(1)杠杆A端受到的拉力是多少N?(2)甲物体的重力是多少N?29.建筑工人要向楼上运送货物,为了省力,他在一个斜面上安装了一个滑轮组,做成如图所示的机械装置,斜面的倾角为30°且固定在水平面上.工人用400N的力拉绳子,重为500N的货物沿斜面匀速向上运动6m所用时间为20s,求此过程中(1)重物沿斜面匀速运动的速度大小;(2)工人提升重物做的有用功;(3)该装置的机械效率.30.已知斜面倾角为30°,斜面高为2m.小兵同学用绳子沿斜面将重为400N 的木箱由斜面底端匀速拉到顶端.拉力大小为300N,绳重不计.求:(1)小兵对木箱做的有用功;(2)斜面的机械效率;(3)斜面对物体施加的摩擦力.31.某人用如图所示的滑轮组用100N的拉力F将180N的重物在4s内匀速提高5m,若不计绳重和摩擦.求:(1)拉力做功的功率;(2)该滑轮组的机械效率.32.一辆重2×104N的四轮卡车,开进了一段泥泞的道路,不能继续行驶.司机找来一辆小型拖拉机、绳子、动滑轮,采用如图所示装置,拖拉机在绳端用3750N的水平拉力,将汽车以0.2m/s的速度水平匀速拉出泥泞路段,用时10s.若每个车轮与地面接触的面积为0.05m2.(1)求汽车对路面的压强.(2)求拉力F做的功和功率.(3)若动滑轮的机械效率为80%,求汽车所受的阻力.33.一辆质量是3.5×103kg的汽车不慎陷入泥泞地面,汽车司机组织人们用如图的滑轮组将汽车拖出.已知整个过程中,水平拉力F是1×103N,汽车沿水平方向匀速移动了2m,滑轮组的机械效率为90%.求:(1)拉力F做的总功.(2)有用功为多大?(3)汽车受到的阻力大小.34.如图所示,小机车通过滑轮组提升重物,机车的最大输出功率为10kwW 重物重3500N,动滑轮重500N.机车所受摩擦阻力不计,绳重及滑轮转动时摩擦忽略不计.(1)滑轮组的机械效率是多少?(2)若要求重物以1m/s匀速提升,则机车能提升重物的最大重量为多少?35.AC为轻杆,杆始终保持水平,O为支点,OA=OC=25cm,CD⊥OC,AB绳与水平方向成30°角,即∠OAB=30°,AB绳所能承受的最大拉力为10N.(1)当烧杯中未装入水时,求D端所悬挂重物的最大重力为多少?(2)当烧杯中装入水时,重物浸没在水中,已知所悬挂重物体积为125cm3,ρ水=1.0×103kg/m3,求此时D端所悬挂重物的最大重力又为多少?(g=10N/kg)36.某建设工地上,工人用如图所示的滑轮组将重2000N的物体A以0.4m/s 的速度沿水平方向匀速向前拉动2m.拉力F大小为250N,物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.2倍.求:(1)物体A与地面间的滑动摩擦力大小是多少?(2)该滑轮组的机械效率是多少?(3)拉力F做功的功率是多少?37.如图甲所示,重500N的小车受到80N的水平推力,在水平地面上做直线运动,其距离随时间变化的图象如图乙所示.(1)小车运动的速度多大?(2)10s内重力对小车做多少功?(3)10s内人对小车做多少功?功率是多大?38.如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图.已知井深12m,物体重G=6×103N,汽车重G车=3×104N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2×103N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍.求:(1)将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功?(2)滑轮组的机械效率为多少?(保留一位小数)(3)若汽车运动的速度为3m/s,则将物体由井底拉至井口需要多长时间?(4)汽车牵引力为多少?牵引力的功率为多少?39.小华用如图所示的滑轮组拉动货箱,已知货箱的质量为60Kg,在F=50N 的拉力作用下,货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动,地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍.求:(1)货箱的重力是多少?(2)拉力F的功率是多少?(3)货箱运动了1min,克服摩擦所做的功是多少?(4)此滑轮组的机械效率是多少?40.在建筑工地上,“吊车”是常见的一种起重设备.如图为吊车上的滑轮组的示意图.在起重过程中,钢丝绳用6×103N的拉力F,将重为1.2×104N的物体在l0s内匀速提升6m(不计绳重和摩擦)求:(1)滑轮组提升重物所做的有用功和总功.(2)滑轮组拉力F的功率.(3)若用该滑轮组匀速提升1.8×104N的重物,则其机械效率是多少?参考答案与试题解析一.选择题(共6小题)1.用如图所示的滑轮组拉物体A在水平桌面上做匀速直线运动.如果拉力F=3N,物体A的速度v=0.2m/s,忽略滑轮重、绳重和轴摩擦.下列说法中正确的是()A.物体A受到合力不为零 B.物体A受到的摩擦力为9NC.竖直墙受到的拉力为9N D.拉力F的速度为0.4m/s【分析】(1)静止的物体或做匀速直线运动的物体处于平衡状态,受到的合力为0;(2)判断出物体A和竖直墙承担拉力绳子的股数,进一步求出他们受到的拉力;(3)根据速度公式求出每秒物体移动的距离,再根据s=nL求出绳端移动的距离,利用W=Fs求出拉力F每秒钟做的功.【解答】解:A、物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的合力为0,故A不正确;B、由图可知,物体A受到3股绳子的拉力,所以受到的拉力为3F=3×3N=9N,故B正确;C、由图可知,竖直墙受到2股绳子的拉力,所以受到的拉力为2F=2×3N=6N,故C不正确;D、由于三段绳子拉着物体,所以绳端的移动速度为物体移动速度的3倍,即v绳=3v=0.2m/s×3=0.6m/s,故D错误.故选B.【点评】本题考查了合力的计算和拉力的计算,要注意在计算物体受到的拉力和竖直墙受到拉力的计算时分清出承担拉力绳子的股数.2.如图所示,物体B放在水平桌面上,物体A通过滑轮组拉着物体B,此时物体B保持静止状态.当用竖直向下2N的力F1拉重为1N的物体A时,能使物体B以0.6m/s的速度匀速向右运动,若只用水平向左的力F2拉物体B时,能使物体A以0.3m/s速度匀速上升,不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦.下列判断正确的是()A.物体B受到的摩擦力为6N B.拉力F2大小为10NC.拉力F2的功率为1.2W D.拉力F1的功率为0.4W【分析】由滑轮组的结构看出,n=3,则s=3h;当保持静止时,B所受的摩擦力等于A的重力的3倍;当B水平匀速向右运动时,所受的摩擦力等于A的重力与力F1之和的3倍;水平向左拉物体B时,A所受的拉力等于A的重力,也就是拉力F2与B 所受摩擦力之差;然后对各选项逐一分析.【解答】解:A、当B水平匀速向右运动时,f=3(F1+G A)=3×(2N+1N)=9N;故A错误;B、水平向左拉物体B时,由平衡条件得:F2=3G A+f=3G A+f=3×1N+9N=12N;故B错误;C、水平向左拉物体时,B的移动速度为v B ===0.1m/s,拉力F2功率为P2=F2×v B=12N×0.1m/s=1.2W;故C正确;D、用力F1竖直向下拉物体A时,拉力F1的功率P1=F1v=2N×3×0.6m/s=3.6W,故D错误.故选:C.【点评】本题考查摩擦力、拉力、功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对物体的受力分析,分析出动滑轮上绳子的段数.3.图1中力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s.改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s,拉力为F2(如图2).此过程滑轮组()A.总功为F2s B.额外功为F1sC .机械效率为 D.额外功为3F2s﹣F1s【分析】(1)影响摩擦力的因素:压力和接触面的粗糙程度;(2)匀速运动,拉力等于摩擦力;(3)直接拉物体的力做的功为有用功;通过滑轮组拉物体做的功为总功,总功减去有用功为额外功,有用功与总功的比值为机械效率.【解答】解:图1中,因为物体做匀速运动,拉力和摩擦力平衡,所以F1=f;图2中,同一物体在同一路面上匀速运动,因为压力大小不变,接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,物体A受到的摩擦力仍为f=F1,A、因为滑轮组中有3段绳子拉着物体,所以s′=3s,此滑轮组的总功为:W总=F2×3s=3F2s,故A错误;BD、此滑轮组的有用功:W有用=fs=F1s,则额外功为:W额=W总﹣W有用=3F2s﹣F1s,故B错误,D正确;C、此滑轮组的机械效率为:η===,故C错误.故选D.【点评】此题考查了滑轮组的有用功、总功、额外功、机械效率的计算,这种水平方向上的滑轮组的机械效率是难点.4.如图所示,某同学用大小为F的水平推力,推着重力为G的木箱m在水平地板上向右做匀速直线运动,当木箱运动的距离为s时,下列关于做功的判断正确的是()A.木箱受到重力做功的大小为GsB.木箱受到地板的摩擦力做功大小为FsC.木箱受到合力做功的大小为FsD.木箱受到地板的支持力做功大小为(F+G)s【分析】功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上通过的距离.平衡状态是指匀速直线运动或静止状态,是物体不受力或者受平衡力的结果;二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上.【解答】解:A、重力的方向是竖直向下的,物体沿水平方向移动距离,所以重力没有做功,故A错误;B、木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,摩擦力f等于推力F,摩擦力做的功等于推力所做的功,即W=Fs,故B正确;C、木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,合力为零,所做的功为零,故C错误;D、木箱受到地板的支持力竖直向上,物体沿水平方向移动距离,所以支持力没有做功,故D错误.故选B.【点评】(1)掌握功的两个必要因素.(2)根据两个必要因素,会判断物体是否做功.(3)物体受到力的作用,或物体通过了距离,力对物体不一定做功.5.如图所示,用F=50N 的水平拉力拉着重为200N 的物体A 沿水平地面匀速运动,且物体A 运动的速度为0.2m/s,地面对物体A 的摩擦力是物体A 重的0.1 倍.不计滑轮重力,则下列说法正确的是()A.10s 内物体A 克服与地面之间的摩擦力做的功是80JB.10s 内拉力F 做的功是100JC.拉力F 的功率是20WD.该装置的机械效率是80%【分析】(1)由W=fs=fvt可求摩擦力做的功;由图可知,使用的是动滑轮,则W=Fs F据此即可解答;(2)据P=可求功率;根据η=可求机械效率.【解答】解:A、地面对物体A 的摩擦力:f=0.1G=0.1×200N=20N,由v=可得,10s 内物体A 移动的距离:s=vt=0.2m/s×10s=2m;10s 内物体A 克服与地面之间的摩擦力做的功:W f=fs=20N×2m=40J,故A 错误;B、如图所示,该滑轮为动滑轮,因为不计滑轮的重力,此时A在10s中向前移动的距离是2m;所以F移动的距离是1m,故此时拉力F所做的功是:W=Fs F=50N×1m=50J;故B错误;C、拉力的功率:P===5W,故C错误;D、该装置的机械效率是:η==×100%=80%,故D正确.故选D.【点评】本题考查了使用动轮组拉力的计算、功的计算等知识点,知道动滑轮的特点和功的计算公式是解决本题的关键.6.如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体,若拉力的大小为F,物体和地面之间的摩擦力大小为f,A点的拉力为F A,则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是()A .B .C .D .【分析】①物体在水平地面上做匀速运动,则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力,②本题中使用滑轮组水平拉动物体,拉力F所做的功为总功,克服物体摩擦力所做的功为有用功,从图可知,由2段绳子与动滑轮相连,则S=2s物,可利用公式η=计算出滑轮组的机械效率.【解答】解:从图可知,由2段绳子与动滑轮相连,则S=2s物,η====物体在水平地面上做匀速运动,则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力,物体和地面之间摩擦力为f,则大小为F A=f.则η==.故选C.【点评】此题主要考查了滑轮组绳子拉力的计算以及滑轮组的机械效率,在计算过程中,要注意弄清哪些力是平衡力,不要被多余的条件所迷惑.二.填空题(共8小题)7.如图所示,一滑轮下端悬吊一个重50N的物体,在拉力F的作用下使物体在2s内上升了2m,(不计滑轮、绳的重力和摩擦)则拉力F=100N,动滑轮上升的速度是v=0.5m/s,拉力F所做的功W=100J.【分析】动滑轮特殊使用时,不省力,所用的力是重物重力的2倍,移动距离是重物移动距离的二分之一;根据速度公式求出动滑轮移动的速度;根据W=Fs 即可求出拉力做的功.【解答】解:根据图示可知:该滑轮动滑轮的特殊使用方法,根据动滑轮的特点可知:F=2G,则F=2×50N=100N;F移动的距离是物体移动距离的二分之一,则滑轮在2s内移动的距离为1m,故动滑轮上升的速度:v===0.5m/s;拉力所做的功:W=Fs=100N×1m=100J.故答案为:100;0.5;100.【点评】本题主要考查学生对速度和功的计算,关键是对动滑轮特点的了解和掌握,是一道中档题.8.如图所示,用F为40N的拉力,通过滑轮组拉着重为300N的物体A在水平面上以0.4m/s的速度向左做匀速直线运动.物体受到的摩擦力是物重的0.3倍,滑轮组的机械效率是75%,拉力的功率是48W.【分析】(1)根据题意求出摩擦力,克服摩擦力做的功为有用功,根据η=×100%=×100%=×100%求出机械效率;(2)根据v=3v物求出拉力的速度,根据P===Fv求出拉力的功率.【解答】解:(1)摩擦力f=0.3G=0.3×300N=90N,滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=75%;(2)拉力移动速度v=3v物=3×0.4m/s=1.2m/s,拉力的功率P===Fv=40N×1.2m/s=48W.故答案为:75%;48.【点评】此题主要考查的是学生对机械效率和功率计算公式及其变形公式的理解和掌握,基础性题目.9.如图所示,在20N的水平拉力F作用下,重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动,物体与地面间的滑动摩擦力为48N,则滑轮组的机械效率为80%;若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为720J.【分析】(1)用滑轮组水平拉动物体时,克服物体的摩擦力做的功是有用功,拉力做的功是总功;利用η=×100%即可算出滑轮组的机械效率;(2)根据速度公式求出物体移动的距离,根据s=nL求出绳子移动的距离,利用W=Fs求出拉力做的功.【解答】解:(1)由图可知,n=3,滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=×100%==80%;(2)由v=可得,物体移动的距离:L=vt=0.2m/s×60s=12m,绳子移动的距离:s=nL=3×12m=36m,拉力做的功:W=Fs=20N×36m=720J.故答案为:80%;720.【点评】本题考查了滑轮组机械效率的计算和拉力做功的计算,注意水平方向运动的物体,有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积,并能够对功的相关知识熟练应用.10.如图所示滑轮组提升正方体物体,动滑轮重2N,不计摩擦和绳重.物体边长为0.1m,密度为2×103 kg/m3,物体的质量是2kg;作用在绳端的拉力F为8N时,物体对水平地面的压强为600Pa.(g=10N/kg)【分析】(1)知道正方体物体的边长,可求其体积;又知道物体的密度,利用密度公式求物体A的重;(2)利用重力公式G=mg求物体的重,知道物体对水平地面的压强,利用压强公式求物体对地面的压力,根据力的作用是相互的,可求地面对物体的支持力;因为物体静止,物体受到的重力等于支持力加上滑轮组的拉力;由图可知承担物重的绳子股数n,根据不计摩擦和绳重时拉力和物重的关系求拉力.【解答】解:(1)物体的体积:V=(0.1m)3=0.001m3,物体的质量:m=ρV=2×103kg/m3×0.001m3=2kg;(2)物体的重:G=mg=2kg×10N/kg=20N,∵p=,∴物体对地面的压力:F压=ps=600Pa×0.01m2=6N,∵力的作用是相互的,∴F支=F压=6N,∵物体静止,∴F支+F拉=G,∴F拉=G﹣F支=20N﹣6N=14N,∵忽略摩擦和绳重,∴拉力:F=(F拉+G轮)=×(14N+2N)=8N.故答案为:2;8.【点评】本题是一道力学综合题,本题关键:一是知道物体受到的重力等于支持力加上滑轮组的拉力,二是不计摩擦和绳重拉力F和物重关系F=(F拉+G 轮)的利用.11.如图是某装置利用浮力进行自动控制的原理图AOB为一杠杆(质量忽略不计),OA:OB=1:2.A端用细线挂一空心铝球,质量为2.7kg.当铝球一半体积浸在水中,在B端施加3.5N的竖直向下的拉力F时,杠杆恰好在水平位置平衡.则铝球实心部分的体积为10﹣3m3,铝球受到的浮力为20N,铝球空心部分体积为3×10﹣3m3.(ρ铝=2.7×103kg/m3,g=10N/kg)【分析】已知铝球的质量和密度,根据密度公式可求出铝球实心部分的体积;对铝球进行受力分析可知,铝球受到细线的拉力、重力和浮力作用,因此杠杆A端受到竖直向下的拉力等于G﹣F浮,根据杠杆平衡的条件可求出浮力.根据阿基米德原理求出排开水的体积,从而得出球的体积,球的体积减去实心部分。
力学综合计算题——杠杆滑轮综合1某人用如图27所示的滑轮组,使质量为0.27kg 的铝块从空中匀速下落到底面积为100cm 2的盛有水的容器中。
当铝块接触水面之前,滑轮组的机械效率是54%,(不计绳重、摩擦,g 取10N/kg ,ρ铝=2.7×103kg/m 3)求(1)当铝块浸没在水中时,滑轮组对铝块的拉力为多少?(2)铝块浸没在水中后匀速下降过程中(不接触容器底),滑轮组的机械效率是多少?(3)若用该滑轮组将质量相等、密度之比ρ甲:ρ乙=2:3的两个实心物体甲乙放入盛有足够多水的容器中,撤去滑轮组后,当甲、乙两物体静止后,水对甲、乙的浮力比F 甲:F 乙=6:5,则甲的密度是多少?2如图24所示,用滑轮组将重为G =1800N 的金属块打捞出水面,不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力,作用在绳自由端拉力的功率始终保持1680W ,金属块浸没在水中时匀速提起的速度为v 1=0.8m/s ,金属块的密度为8×103kg/m 3,g 取10N/kg 。
求:(1)金属块未露出水面以前的机械效率η(2)金属块被提出水面后匀速提起的速度v 2(计算结果保留到小数点后两位)3某桥梁施工队的工人用如图24所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件。
已知工件的质量为100kg 工人的质量为70kg 。
工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为15:2,工件在水中时,滑轮组的机械效率为60% 。
若不计摩擦、绳重及水的阻力,g 取10N/kg 。
求:(1)工件浸没在水中时所受的浮力F浮 ;(2)工件完全打捞出水面后,滑轮组的机械效率η2 ;(结果保留两位有效数字) (3)工件完全打捞出水面后,以0.2m/s 的速度被匀速提升,工人拉绳的功率P 2。
4小文的体重为600 N ,当他使用如图24所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m 3的重物A 时(重物始终未出水面),他对地面的压强为8.75×103 Pa 。
已知小文与地面的接触面积为4002cm 。
当他用此滑轮组在空气中匀速提升重物B时,滑轮组的机械效率是80%。
已知重物A 重物B 所受重力之比G A ︰G B =5︰12,若不计绳重和摩擦,g=10N/kg 。
求:(1)提升重物A 时小文对地面的压力。
(2)物体A 的密度。
(3)在水中提升重物A 时滑轮组的机械效率。
(4)重物A 完全出水面后,以0.2m/s 的速度匀速上升,小文拉绳的功率P5某桥梁施工队的工人用如下图所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件A 。
已知工件的质量为100kg ,工人的质量为70kg 。
工件A 打捞出水面之前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为15:2,工件在水中时,滑轮组的机械效率为60% 。
若不计摩擦、绳重及水的阻力,g 取10N/kg 。
求:(1)工件A 浸没在水中时所受的浮力浮F ;(2)工件A 完全打捞出水面后,滑轮组的机械效率2 ;(3)工件A 完全打捞出水面后,以0.2m/s 的速度被匀速提升,工人拉绳的功A 图26F G 图27 F率2P6如图23所示,质量为70kg 的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部的石材,3.09年海淀区一模:该滑轮组中动滑轮质量为5kg 。
当工人用120N 的力拉滑轮组的绳端时,石材仍沉在水底不动。
工人继续增大拉力将石材拉起,在整个提升过程中,石材始终以0.2m/s 的速度匀速上升。
在石材还没有露出水面之前滑轮组的机械效率为η1,当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为η2。
在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中,地面对人的支持力的最大值与最小值之比为29:21。
绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计,石材的密度ρ石=2.5×103kg/m 3,取g =10N/kg ,求:(1)与打捞前相比,当人用120N 的力拉绳端时,水池底部对石材的支持力变化了多少;(2)η1与η2的比值;(3)当石材完全露出水面以后,人拉绳子的功率。
7如图21所示,某工地用固定在水平工作台上的卷扬机(其内部有电动机提供动力)通过滑轮组匀速提升货物,已知卷扬机的总质量为120kg ,工作时拉动绳子的功率恒为400W 。
第一次提升质量为320kg 的货物时,卷扬机对绳子的拉力为F 1,对工作台的压力为N 1;第二次提升质量为240kg 的货物时,卷扬机对绳子的拉力为F 2,对工作台的压力为N 2。
已知N 1与N 2之比为25:23,取g=10N/kg ,绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计。
求:(1)卷扬机对绳子的拉力F 1的大小; (2)第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率;(3)前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比。
8体重为510N 的人,站在水平地面上对地面的压强为p 1, .如图3所示,用滑轮组拉物体A 沿水平方向做匀速运动,此时人对地面的压强为p 2,压强变化了2750pa 。
已知人一只脚的面积是200cm 2,滑轮组的机械效率为80%。
(不计绳重和摩擦,地面上的定滑轮与物体A 相连的绳子沿水平方向,地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向,人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上,)。
求:(1)绳对人的拉力;(2)物体A 与地面的摩擦力; (3)若在物体A 上再放一个物体B,滑动摩擦力增大了30N,此时该装置的机械效率是多少?(7分)9工人利用滑轮组按照图25所示的方式提升货箱。
工人的体重为G 人=800N 。
提升第一个货箱时,工人用F 0=500N 的竖直向下的力拉绳时,没有提起货箱。
工人用F 1=600N的竖直向下的力拉绳时,货箱恰能以0.2m/s 的速度匀速上升。
此时工人提升货箱的效率为62.5%。
第二个货箱比第一个货箱重500N ,工人仍能提起第二个货箱并使第二个货箱以0.1m/s 的速度匀速上升。
求:⑴第一个货箱未被拉动时,水平地面对货箱的支持力;⑵工人提升第一个货箱和第二个货箱做功功率变化量的大10如图18所示,金鹏同学为他的妈妈设计了一款颈椎拉伸器,左边滑轮下端是由密度为3×103kg/m 3的圆柱体合金块充当配重,它的底面积为5dm 2,高为4dm 。
右边自由端安放颈圈套在患者的颈部。
当颈部承受拉力为55N 时,配重对地面的压强为p 1,当颈部承受的拉力为105N 时,配重对地面的压强为p ’1,已知p 1:p ’1‘=2:1,妈妈重600N ,忽略绳重和摩擦,g =10N/kg ,求: (1)配重单独放置时对地面的压强;(2)动滑轮自重;(3)当配重与地面的压强为零时,妈妈对地面的压力为多少。
图23A 图 3 图21 货物 卷扬机 工作台 图1809年宣武区一模:如图25所示,是一个上肢力量健身器示意图。
配重A 受到的重力为350N ,其底面积为5×10-2m 2。
B 、C 都是定滑轮,D 是动滑轮;杠杆EH 可绕O 点在竖直平面内转动,OE =3OH 。
小明受到的重力为500N ,当他通过细绳在H 点分别施加竖直向下的拉力T 1、T 2时,杠杆两次都在水平位置平衡,小明对地面的压力分别为F 1、F 2,配重A 受到的拉力分别为F A1、F A2,配重A 对地面的压强分别为p 1、p 2,且两次A 对地面的压强相差2×103Pa 。
已知F 1∶F 2 =4∶3,p 1∶p 2=3∶2 。
杠杆EH 和细绳的质量及滑轮组装置的摩擦力均忽略不计。
求:(1) 拉力F A2与F A1之差;(2) 小明对地面的压力F 1 ; (3)当小明通过细绳在H 点施加竖直向下的拉力T 3时,配重A 匀速上升2cm ,此时滑轮组的机械效率η 。
(请画出相关..受力分析图.....)09年怀柔区二模:某校科技小组的同学设计了一个从水中打捞物体的模型,如图22所示其中D 、E 、G 、H 都是定滑轮,M 是动滑轮,杠杆BC 可绕O 点在竖直平面内转动,OC ∶OB =3∶4。
杠杆BC 和细绳的质量均忽略不计。
人站在地面上通过拉绳子提升水中的物体A ,容器的底面积为300 cm 2,人的质量是70 kg ,通过细绳施加竖直向下的拉力时, A 始终以0.6m/s 的速度匀速上升。
当杠杆到达水平位置时物体A 总体积的五分之三露出液面,液面下降了50cm ,此时的拉力为F 1 ,它的功率为P 1 ,地面对他的支持力是N 1 ;当物体A 完全离开液面时,此时通过细绳施加竖直向下的拉力为F 2 ,它的功率为P 2 ,地面对人的支持力是N 2 。
已知A 的质量为75kg , N 1∶N 2=2∶1,忽略细绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力,g 取10N/kg 。
求:⑴当物体露出液面为总体积的五分之三时,物体所受的浮力;⑵动滑轮M 受到的重力 ; ⑶P 1∶P 2的值 。
09年西城区一模:在图23所示装置中,甲物重G 甲=10N ,乙物重G 乙是动滑轮重G 轮的8倍。
物体乙跟地面的接触面积为1.5×10-2m 2。
轻杆AB 可以绕O 点转动,且OA ∶OB =2∶1。
不计轴摩擦,装置如图所示处于平衡状态时,乙对水平地面的压强P =2×103Pa 。
求:此时动滑轮对物体乙的拉力F 拉;若在物体甲下面再加挂物体丙,恰使物体乙对地面的压强为零。
求:丙的物重G 丙。
09年门头沟二模:火车道口处设置人工控制的栏杆,图25是栏杆的示意图。
密度和粗细均匀的栏杆全长6m ,质量为40kg 。
栏杆的重心位于P 点,栏杆可绕O 点在竖直平面内无摩擦转动。
栏杆的H 端通过滑轮组来提升栏杆,其中A 、B 、D 、E 、都是定滑轮,C 是动滑轮,T 为固定在水平地面上的挂钩。
当O 图25B ACD HE 图22D ME G H A CO B B A 图23火车通过岔道口后, 管理人员用力F1竖直向下拉绳子, 栏杆恰好在水平位置平衡。
管理人员为了减轻自己的工作强度,他在H端下方的绳子上加挂了一个质量为10kg的重物,用力F2以0.2m/s的速度匀速拉动绳子使栏杆逆时针转动45°角时车辆放行。
此时管理人员将绳端固定在挂钩T上。
已知:F1∶F2=17∶15;OH=1m, 忽略细绳与滑轮的摩擦。
g取10N/kg。
求:⑴动滑轮C的重力;⑵F1的大小;⑶F2的功率;08年中考题:如图是一个上肢力量健身器示意图。
配重A 受到的重力为1200N,其底面积为5×10-2m2. B、C都是定滑轮,D是动滑轮;杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE:0H=2:5。
小成受到的重力为600N,他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为T1时,杠杆在水平位置平衡,小成对地面的压力为F1,配重A受到的拉力为FA1,配重A对地面的P1为6×103pa。